Польза и вред резонанса: “Резонанс, его польза и вред”. Скачать бесплатно и без регистрации.

Содержание

Электроэнергетический факультет

05.03.2022 Посещение концерта «Верни мне музыку» в Ставропольской государственной филармонии
4 марта 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посетили концерт «Верни мне музыку» в Ставропольской государственной филармонии.

17.02.2022 Посещение Ставропольского академического ордена «Знак Почёта» театра имени М. Ю. Лермонтова
15 февраля 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посмотрели спектакль «Посадить дерево» в Ставропольском академическом ордена «Знак Почёта» театре имени М. Ю. Лермонтова.

09.02.2022 Викторина «Кто? Когда? Что?»
8 февраля 2022 года сотрудниками кафедры физики в честь Дня науки проведена викторина «Кто? Когда? Что?».

31.01.

2022 Опубликовано новое учебное пособие «Реконструкция и техническое перевооружение распределительных электрических сетей»
Санкт-Петербургское издательство «Лань» продолжает выпуск учебных пособий, авторами которых являются сотрудники электроэнергетического факультета Ставропольского ГАУ: кафедра «Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования» – профессор Хорольский В. Я. и доцент Шемякин В. Н.; директор Невинномысского технологического института, доцент Ефанов А. В., доцент кафедры «Электроэнергетика и электротехника» Донского ГАУ Азово-Черноморского инженерного института Исупова А. М. «Реконструкция и техническое перевооружение распределительных электрических сетей».

31.01.2022 Посещение концерта «Верни мне музыку» в Ставропольской государственной филармонии
28 января 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посетили концерт «Верни мне музыку» в Ставропольской государственной филармонии.

27.01.2022 Посещение концерта «Мой любимый Джаз» в Ставропольской государственной филармонии
25 января 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посетили концерт «Мой любимый Джаз» в Ставропольской государственной филармонии.

26.01.2022 Интерактивное занятие по физике «Изучение явления электромагнитной индукции»
25 января 2022 года доцентом кафедры физики Боголюбовой И. А. проведено лабораторное интерактивное занятие по дисциплине физика со студентами факультета среднего профессионального образования 1 курса групп 21ЭЛИАСХ-9-1 и 21ЭЛИАСХ-9-2 на тему «Изучение явления электромагнитной индукции».

24.01.2022 Посещение концерта духового оркестра имени Осиновского Д.А. «Мировые хиты»
22 января 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посетили концерт духового оркестра имени Осиновского Д.

А. «Мировые хиты» в “Ставропольском Дворце культуры и спорта”

24.01.2022 Посещение выставка репродукций картин художников XV-XX веков «От Босха до Мунка. Самые загадочные картины мира».
23 января 2022 года сотрудники кафедры физики и студенты электроэнергетического факультета посетили выставку репродукций картин художников XV-XX веков «От Босха до Мунка. Самые загадочные картины мира» в галерее «Паршин».

19.01.2022 Ассистент кафедры электротехники, автоматики и метрологии стал призером ежегодного методического конкурса «Профессиональное мастерство»
Ассистент кафедры ЭАиМ Мишуков С.В. стал победителем II-й степени в ежегодном методическом конкурсе «Профессиональное мастерство» в категории «Ассистенты». Оценка конкурсантов выполнялось на основе восьми критериев: умение определять цели и задачи занятия; умение использовать на занятиях обоснованные формы, методы, средства и приемы организации деятельности обучающихся; умение стимулировать и мотивировать деятельность и общение обучающихся; умение целесообразного и обоснованного использования информационно-коммуникационных технологий и др.

10.01.2022 Опубликовано новое учебное пособие «Эксплуатация электрооборудования»
Санкт-Петербургское издательство «Лань» выпустило учебное посо-бие, авторами которых являются сотрудники электроэнергетического фа-культета Ставропольского ГАУ: кафедра «Электроснабжение и эксплуата-ция электрооборудования» – доктор технических наук, профессор Хо-рольский В. Я. и кандидат технических наук, доцент Шемякин В. Н.; док-тор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация энергетического оборудования и электрических машин» Донского ГАУ Азово-Черноморского инженерного института Таранов М. А. «Эксплуатация электрооборудования».

24.12.2021 Подведены итоги конкурсного отбора получателей стипендии Президента Российской Федерации
Получателем стипендии в рамках конкурсного отбора стал ассистент кафедры «Электротехники, автоматики и метрологии» Мишуков Станислав Вадимович, занимающийся исследованиями в области повышения метрологических характеристик емкостных влагомеров в составе информационно-измерительных систем, разработкой структуры и алгоритмов определения влагосодержания сельскохозяйственных продуктов.

24.12.2021 Опубликовано новое учебное пособие «Реконструкция и техническое перевооружение распределительных электрических сетей»
Санкт-Петербургское издательство «Лань» продолжает выпуск учебных пособий, авторами которых являются сотрудники электроэнергетического факультета Ставропольского ГАУ: кафедра «Электроснабжение и эксплуатация электрооборудования» – профессор Хорольский В. Я. и доцент Шемякин В. Н.; директор Невинномысского технологического института, доцент Ефанов А. В., доцент кафедры «Электроэнергетика и электротехника» Донского ГАУ Азово-Черноморского инженерного института Исупова А. М. «Реконструкция и техническое перевооружение распределительных электрических сетей».

23.12.2021 Занятие в профильном 8 классе МБОУ СОШ №21 г.Ставрополя
В рамках реализации в сетевой форме образовательной программы по предмету «Технология» с СОШ №21 для учащихся 8-х классов 18 декабря 2021 г. состоялось интерактивное занятие «Определение КПД электрического чайника» в 8 Б классе. Занятие было организовано и проведено сотрудниками кафедры физики.

22.12.2021

Опубликовано новое учебное пособие «Реконструкция и техническое перевооружение распределительных электрических сетей»
Сотрудники кафедры «Электроснабжение и эксплуатация электро-оборудования» электроэнергетического факультета Ставропольского ГАУ – профессор Хорольский В. Я. и доцент Шемякин В. Н. совместно с дирек-тором Невинномысского технологического института доцентом Ефановым А. В. и доцентом кафедры «Электроэнергетика и электротехника» Донско-го ГАУ Азово-Черноморского инженерного института Исуповой А. М. выпустили учебное пособие «Реконструкция и техническое перевооруже-ние распределительных электрических сетей».

15.12.2021 Конференция «Воздействие негативных факторов на человека»


15 декабря 2021 года преподаватели кафедры физики провели конференцию со студентами 1 курса экономического факультета 38. 03.05 «Бизнес-информатика» на тему: «Воздействие негативных факторов на человека».

15.12.2021 Познавательная игра по физике «Что? Где? Когда?»
13 декабря 2021 года доцентом кафедры физики Боголюбовой И. А. в рамках методической декады цикловой комиссии математических дисциплин и информационных технологий 2021-2022 учебного года проведена познавательная игра по физике «Что? Где? Когда?» со студентами факультета среднего профессионального образования 1 курса на тему «Законы постоянного тока».

15.12.2021 Получен патент на полезную модель «Измерительная установка для определения влажности и примесей сельскохозяйственных продуктов»
В рамках выполнения НИР научным коллективом кафедры «Электротехники, автоматики и метрологии» в составе декана факультета Мастепаненко М.А., зам. декана Габриелян Ш.Ж., зав. кафедрой Воротникова И.Н., ассистента Мишукова С.В. получен патент на полезную модель № 207872 «Измерительная установка для определения влажности и примесей сельскохозяйственных продуктов».

29.11.2021 Занятие в профильном 8 классе МБОУ СОШ №21 г.Ставрополя
В рамках реализации в сетевой форме образовательной программы по предмету «Технология» с СОШ №21 для учащихся 8-х классов 27 ноября 2021 г. состоялось интерактивное занятие «Определение КПД электрического чайника». Занятие было организовано и проведено сотрудниками кафедры физики.

24.11.2021 Интерактивный семинар «Законы физики в природных явлениях»
23 ноября 2021 г. доцент кафедры физики Любая С.И. провела со студентами 1 курса 3 группы факультета агробиологии и земельных ресурсов семинар на тему: «Законы физики в природных явлениях».


Новости 1 – 20 из 1366

польза и вред от увеличения звуковой мощности в 200 раз / Хабр

В этом году в журнале Американского акустического общества ученые Jiajun Zhao, Likun Zhang и Ying Wu опубликовали статью “Enhancing monochromatic multipole emission by a subwavelength enclosure of degenerate Mie resonances” о своём изобретении, которое увеличивает звуковую мощность волн НЧ диапазона благодаря резонансам. Судя по отчету исследователей, изобретенный ими и изготовленный на 3D принтере пластиковый корпус диаметром 10 см способен увеличить звуковую мощность низкочастотного динамика в 200 раз.

Традиционно для повышения громкости (звукового давления) используют увеличение мощности сигнала, а в случае с низкими частотами и большую площадь излучения. У этих классических способов есть очевидные недостатки — большие габаритные размеры и высокое энергопотребление. В связи с этим повышение звукового давления за счет акустического оформления стало популярной практической проблемой. Разработчиками движет желание максимально увеличить мощность и сохранить небольшой объём. С традиционными АС такого эффекта достигли благодаря фазоинвертору. Теперь пришла очередь портативного аудио. Под катом несколько слов об инновации и вероятных перспективах её развития, а также о ложке дёгтя в бочке радужных перспектив.

Свежий взгляд или хорошо забытое старое

Реализация достаточно смелой идеи продиктована необходимостью. Обилие портативной техники требует решений, в которых акустическое оформление с большим объемом применить невозможно, при этом потребитель хочет “много низа”. Таким образом, решение, предложенное учеными, вероятно будет востребовано для смартфонов, портативных переносных колонок, док-станций.

При этом известно, что разработки такого рода велись с конца 19 столетия (опыты Гельмгольца) до 20-х годов прошлого века, т.е до времени, когда пассивные средства повышения звукового давления могли конкурировать с электроакустическими. Так появилось рупорное акустического оформление.

Об исторической преемственности писали авторы статьи “Emission Enhancement of Sound Emitters using an Acoustic Metamaterial Cavity”, положенной в основу описываемого изобретения. Можно утверждать, что попав в ситуацию, где электрические средства исчерпали ресурс эффективности, разработчики вспомнили о времени, когда рупорное оформление громкоговорителей было лидирующим трендом.

Идея и результат

Идея заключалась в том, чтобы значительно увеличить амплитуду звуковых волн, излучаемых низкочастотным динамиком, при этом отказаться от традиционного повышения мощности усилителя и увеличения размеров излучателя. Дополнительной целью было сохранить диаграмму направленности, т.к. классический рупор её меняет. Для реализации идеи ученые воспользовались резонансными модами, которые формировались с использованием либиринтообразного акустического оформления.

Если говорить просто, то разработчики применили принцип, который можно наблюдать, поместив источник звука (например, смартфон) в кружку. Звук усиливается, так как кружка становится резонансной камерой.

Тут принцип близок, но вместо единой полости использованы специально рассчитанные лабиринты, позволяющие избирательно усилить НЧ диапазон.

Разработчик Ying Wu в одном из интервью описал принцип действия следующим образом:

“Through the resonance of the air inside the channels, a lot more of the electric power of the source is converted to sound power than would otherwise be the case.”

“Резонанс воздуха в каналах позволяет получить большую звуковую мощность, чем без них (каналов -прим.авт.) при равном расходе электроэнергии”

A realistic structure for emission enhancement

а) Конструкция выполнена из жестких материалов (серая часть), где заполненные воздухом спиральные каналы удлиняют путь звука (красная линия), чтобы уменьшить его эквивалентную скорость в радиальном направлении вдоль жестких стенок каналов (азимутальная анизотропия ρθ→ ∞ρθ→∞).
b) Фазовое распределение звуковых полей, излучаемых из источника монополя, имитирующее на трех резонансных частотах (см. Фиг.2 (с)].
c) То же, что и b), но для дипольного источника. (d, e) Сравнение направленности дальнего поля с оболочкой и без, моделируемой для самого низкого резонанса в b) и c), соответственно.

Как видно на рисунке, от центра круглого корпуса десятисантиметрового устройства, где размещен динамик, отходят лабиринтные ходы, которые обеспечивают возникновение резонансных мод, и а соответственно пассивно повышают звуковую мощность определённых частот. Важно учесть, шкала дБ является

логарифмической

, соответственно, двухсоткратное повышение мощности приведет к повышению звукового давления приблизительно на 20 дБ. Один из авторов, писавших на эту тему, сравнил 20 дБ с восемью делениями на шкале громкости айфона.

В результате сравнительных и контрольных измерений оказалось, что применение конструкции действительно позволяет усилить звуковую мощность в НЧ диапазоне в 200 раз. Конструкция также позволяет существенно не изменять диаграмму направленности, что было бы невозможно при использовании классических рупорных систем. Более подробно ознакомиться с результатами эксперимента можно в статье, которая опубликована в открытом доступе.

Очевидно, что полученный результат (в случае удачного развития событий для этой инновации, о которой в следующем разделе) может использоваться при создании портативной беспроводной акустики, мобильных гаджетов, наушников.

Статья теоретически доказывает возможность резонансного повышения мощности в 200 раз, приводит формулы и сравнительные измерения, но, как в старом анекдоте, есть нюанс…

Резонанс как закадычный враг

Усиление НЧ за счет резонансов имеет ряд особенностей, которые затрудняют использование этого метода при создании аппаратуры высокой верности воспроизведения. Многим хорошо известно пагубное влияние этого способа на качество звука по фазоинверторному акустическому оформлению АС. При использовании фазоинвертора усиление низких также достигается благодаря резонансу, разница лишь в том, что при таком форм факторе фазоинвертор менее результативен нежели лабиринт.

Неоднозначность использования резонансов для повышения мощности НЧ подробно описано в статье “Великий низкочастотный обман”, опубликованную журналом Show Master, любезно переведенную www.sound-consulting.net.

Вероятно, многие заметили, что в исследовании проводились сравнительные измерения звуковой мощности в НЧ диапазоне и оценивались изменения диаграммы направленности, уделяли внимание свойствам использованных материалаов. При этом не проводилось стандартных измерений коэффициента гармонических искажений, линейности АЧХ, не исследовалось появления паразитных призвуков и прочих явлений, искажающих звук.

Как писали в упомянутой выше статье, резонансная система не может запускаться и останавливаться мгновенно, а соответственно, возникают задержки. Учитывая количество отражений в представленной лабиринтной резонансной системе, можно предположить, что эти задержки будут выше чем в аналогичной с фазоинвертором или классическим закрытым ящиком.

Таким образом, используя резонансное усиление, мы можем получить значительно больше низа, при этом ухудшаются импульсные характеристики. Кроме того, не известно вносит ли такая система искажения, шумы и пр. (исследование не содержит сравнения по искажениям до и после использования нового акустического оформления).

Перспективы применения

При исключении всех гипотетически вероятных проблем, инновация сможет изменить многое. Сохранение свойств при уменьшении габаритов позволит применять такое акустическое оформление в смартфонах, что существенно увеличит громкость. Использование с портативными беспроводными колонками позволит снизить энергопотребление, а значит увеличить длительность работы портативных устройств.

Итог

Искренне надеюсь на живую и продуктивную дискуссию относительно перспектив лабиринта. Для собственных выводах о судьбе изобретения мне не хватает информации. Традиционно предлагаю принять участие в опросе и высказать своё мнение относительно изобретения.

Джинса

В нашем каталоге представлен широкий ассортимент акустических систем высокой верности воспроизведения.

описание метода, уровень излучения, противопоказания – МЕДСИ

Оглавление

Магнитно-резонансная томография (МРТ) – что это такое?

Магнитно-резонансная томография – современный метод исследования структуры, состояния и работы внутренних органов. Действие прибора для проведения МРТ основано на явлении резонанса магнитных полей и на различном отображении тканей разной структуры в результате. Сигналы передаются на компьютер, который расшифровывает их и преобразует в изображение. Полученные данные анализирует и оценивает специалист – врач-рентгенолог.

Современное оборудование позволяет получить изображение внутренних органов, благодаря чему исследование имеет высокую информативность. МРТ помогает выявить большое число заболеваний, которые не диагностируются так точно при помощи других методов.

МРТ имеет большие преимущества перед инвазивными и рентгенографическими методами исследования, так как представляет собой безопасную и комфортную процедуру. Благодаря этому исследование применяется в диагностике заболеваний многих органов и систем:

  • головного мозга
  • сосудов головного мозга
  • височно-челюстного сустава
  • суставов
  • спинного мозга
  • позвоночника
  • органов брюшной полости
  • органов таза
  • репродуктивной системы,
  • сердца

Одно из самых распространенных направлений применения магнитно-резонансной томографии – это диагностика заболеваний нервной системы. МРТ головного мозга позволяет выявить опухоли и определить стадию их развития, диагностировать проблемы с сосудами, рассеянный склероз и другие патологии.

Многих пациентов интересует, какую дозу радиации получает организм в процессе проведения исследования, опасно ли МРТ для здоровья.

Уровень излучения на МРТ

В отличие от рентгена и компьютерной томографии (КТ), пациенты получают нулевую дозу радиации при проведении МРТ, так как это исследование основано не на ионизирующем излучении, а на магнитном воздействии.

Влияние магнитно-резонансного томографа сопоставимо с воздействием излучения сотового телефона или микроволновой печи. МРТ не вызывает нарушений в структуре, состоянии и работе тканей и органов, являясь при этом высокоточным методом диагностики.

Поэтому можно быть уверенными: при МРТ облучения не происходит.

Магнитно-резонансная томография при онкопатологии

Отсутствие облучения обеспечивает возможность применения МРТ для онкобольных с подтвержденными диагнозами различных злокачественных опухолей, которым противопоказаны рентгенографические методы исследования. Рентген и компьютерная томография могут за счет ионизирующего облучения нанести вред тканям организма: вызвать изменения в ДНК и негативно повлиять на уже существующие патологические процессы. Электромагнитное воздействие при МРТ безопасно как для опухолей, так и для здоровых тканей и органов.

Пациентам с онкопатологией МРТ назначают с применением контрастного вещества для повышения информативности исследования, это позволяет детально изучить опухоль и питающую ее сосудистую сеть.

Как часто можно делать магнитно-резонансную томографию?

При отсутствии противопоказаний МРТ может назначаться (в зависимости от заболевания и особенностей его течения) так часто, как это необходимо для выработки эффективного плана лечения или его корректировки. Так как процедура является безопасной для организма, ее можно проводить с минимальными временными промежутками.

Частоту проведения МРТ может определить только врач. При наличии острой потребности или в соответствии с выработанным планом динамического наблюдения исследование осуществляется несколько раз в течение одного дня. Опасности для здоровья МРТ не представляет.

Томография – принцип действия

Обследуемый ложится на выдвижной стол, который медленно проходит внутри тоннеля-магнита. В нем создается магнитное поле, которое воздействует на атомы водорода в теле пациента, заставляя их выстраиваться параллельно возникшему полю. Радиочастотный импульс, издаваемый при этом томографом, вызывает в атомах водорода резонанс. Эта «обратная связь» регистрируется компьютером, который преобразует ответные колебания в изображение. Этот принцип действия томографа называется ядерным магнитным резонансом.

МРТ проводится в течение 15–20 минут, за это время компьютер анализирует достаточное количество информации, полученной в результате взаимодействия магнитных полей томографа и организма пациента.

Во время проведения МРТ пациент не испытывает каких-либо неприятных ощущений. Лежать необходимо неподвижно, так как от этого зависит качество полученных изображений и точность диагностики.

Чтобы не нарушить работу томографа, основанную на электромагнитном резонансе, перед обследованием нужно снять все металлические предметы и электронные аксессуары и приборы. На одежде не должно быть металлических деталей.

Предварительной подготовки к МРТ не требуется.

Противопоказания

МРТ, являясь безопасным и безболезненным методом диагностики, имеет ряд противопоказаний, которые связаны не только с предполагаемым негативным влиянием электромагнитных волн, но и с психологическим фактором, и со случаями индивидуальных реакций на контрастные вещества.

МРТ противопоказана:

  • во время беременности в первом триместре (из-за возможного отрицательного воздействия электромагнитных волн на плод)
  • пациентам с металлическими имплантатами (кардиостимуляторами, слуховыми аппаратами, клипсами на сосудах, протезами суставов и др.)
  • пациентам с аллергическими реакциями
  • пациентам, страдающим клаустрофобией и другими психическими расстройствами

Возможны ли осложнения?

Многочисленные исследования по поводу проведения МРТ не выявили негативных последствий этой диагностической процедуры для организма. Влияние электромагнитных волн, излучаемых томографом, сопоставимо с излучением от сотового телефона. Под воздействием последнего мы находимся значительно большее время.

Поэтому можно с уверенностью говорить, что при проведении исследования побочных эффектов не возникает.

Преимущества проведения МРТ в МЕДСИ

  • Оборудование мировых производителей
  • Расшифровка исследований опытными врачами-рентгенологами
  • Проведение исследований для взрослых и детей
  • Проведение исследований под седацией (в состоянии медикаментозного сна) для пациентов, страдающих клаустрофобией
  • Безопасность

Стены, которые кричат: почему звуки в квартире могут причинить нам вред

https://realty. ria.ru/20190426/1553071943.html

Стены, которые кричат: почему звуки в квартире могут причинить нам вред

Стены, которые кричат: почему звуки в квартире могут причинить нам вред – Недвижимость РИА Новости, 04.08.2021

Стены, которые кричат: почему звуки в квартире могут причинить нам вред

Ругань соседей за стеной, рев моторов машин за окном, тикание часов на тумбе – традиционные звуковые раздражители в городских квартирах. Однако некоторые шумы… Недвижимость РИА Новости, 04.08.2021

2019-04-26T10:40

2019-04-26T10:40

2021-08-04T12:39

практические советы – риа недвижимость

полезное

жилье

квартира

советы

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150552/20/1505522066_0:145:5887:3456_1920x0_80_0_0_0ce02decb7f6770b53cd0daedd3e54d3.jpg

Ругань соседей за стеной, рев моторов машин за окном, тикание часов на тумбе – традиционные звуковые раздражители в городских квартирах. Однако некоторые шумы выходят за границы нашего восприятия и при этом имеют куда более разрушительное воздействие на наше здоровье. Сайт “РИА Недвижимость” обратился к экспертам за помощью, чтобы выяснить, каких на самом деле звуков нам нужно бояться и почему нужно стремиться к абсолютной тишине. Невидимый врагЖители города целый день живут в шуме: машины и метро, громкое оборудование, перестановка мебели у соседей и ремонт дороги под окном. Даже незначительный шум при регулярном воздействии будет негативно влиять на психику, слух, нервную систему. А если звуки громкие, то может пострадать даже сердечно-сосудистая или гормональная системы, рассказывает руководитель отдела независимой экологической экспертизы EcoStandard group Сергей Сысоев.С экспертом соглашается певица, тренер по голосу Нина Веденина-Меерсон, добавляя, что к звукам, которые подвергают опасности здоровье нашего организма и нервной системы, относятся гул лифта, строительные шумы, звуки автомобилей, шум бытовой техники (вроде холодильника или стиральной машинки), “тиканье” лампочек, капающая вода, свист/завывание ветра через щели. Однако собеседница агентства обращает внимание на то, что если та же вода будет просто течь – это будет влиять на нас благолепно. “Природные звуки являются для нас хорошим успокоительным. Наша психика отзывается на них умиротворением. Но если только они не запредельно громкие”, – поясняет она. В свою очередь Сысоев среди вредных и даже опасных шумов выделяет инфразвук и ночной шум. “Инфразвук – это низкие частоты до 16 Гц, неразличимые для человеческого слуха, но негативно влияющие на здоровье. Инфразвук может ощущаться, как вибрация воздуха, похожая на гул, однако превышения можно выявить только с использованием специального оборудования”, – поясняет эксперт. Инфразвук исходит от инженерного оборудования, линий электропередачи и даже от загруженных автотрасс, но может возникать и в природных средах, например, при ветровой эрозии скал и камней.По словам собеседника агентства, превышения допустимого уровня инфразвука могут вызвать у человека тошноту, головокружение, головную боль и нарастающее чувство страха, перерастающего в панику. Регулярное воздействие инфразвука может привести к изменению артериального давления и частоты сердечных сокращений, нарушению вестибулярных функций мозга и даже нарушениям работы желудочно-кишечного тракта. Особенно сильно подвержены воздействию инфразвука люди старше 50 лет. Первые последствия воздействия ночного шума – нарушение сна и раздражительность. Ночной шум может также приводить к повышению артериального давления, даже если человек при этом не просыпается, обращает внимание он. Тайные знания о шумеРаздражители и гармоничные звуки универсальны для всех, если речь идет о людях со здоровой психикой, обращает внимание Нина Веденина-Меерсон. Так, журчание воды, легкое чириканье птиц (именно легкое!), шум листвы, дождя, различная музыка, спокойная речь, мурлыканье кошки оказывает благотворное влияние на человека. Тогда как агрессивные крики и рычащая музыка из-за стены будут вызывать раздражение. Однако есть важный нюанс. “Если психика расшатана, раздражает что угодно. Если же все в порядке – мы можем пропускать мимо ушей почти любой звук. И вот тут опасная вещь: ушами (мозгом) мы пропускаем звук, но тело ощущает негативные вибрации, которые нам и вредят. Впрочем, от внешних раздражителей мы можем спрятаться, но есть тот, от которого нам не убежать, а влияние он имеет на нас самое прямое – это наш голос”, – объясняет тренер по голосу.В данном случае тренер по голосу рекомендует следить за своим звучанием и стараться, чтобы голос был ровным, не скачкообразным, но не монотонным и не занудным. Он должен быть мягким, в то же время уверенным и невысоким. Речь должна быть не быстрой и с мягкими протяжными окончаниями, интонируя наверх, а не вниз – тогда она будет доброжелательной и не разрушительной.Не все так просто и с резкими, агрессивными звуками. К примеру, в виде шума, то есть беспорядочных звуковых колебаний, вроде соседской ругани за стеной, они причиняют дискомфорт. А вот в виде музыки, даже самой “суровой”, они могут нравиться. “Заткнуть” источникНа вопрос “Нужно ли в принципе стремиться к максимальной тишине в квартире?” эксперты однозначно отвечают “да”. Однако бороться с шумами можно по-разному. Если источник шума вполне конкретный и понятный, то нужно постараться его устранить. Здесь важно помнить, что техногенные и социальные источники шума нормируются по-разному, относясь к разным разделам законодательства, замечает Сысоев. “Техногенный шум от оборудования, транспорта или стройки регламентируют санитарно-гигиенические нормативы. Громкое поведение соседей, пение, плач детей, лай собак, музыка и другие подобные звуки, в свою очередь, регулируются административными нормами. На практике это означает, что в первом случае нужно вызывать специалистов-экологов для проведения акустической экспертизы, а во втором случае – правоохранительные органы. Разбираться с громкими соседями и пьяными криками под окном – обязанность участкового, а не экологов”, – рассуждает собеседник агентства. Проще всего бороться с источниками неприятного звука внутри квартиры, которыми часто являются бытовые приборы и лампы. Их можно либо заменить, либо отрегулировать, либо вовсе отказаться от них по возможности. Щит и барьерЕсли же от источника внешнего шума нельзя избавиться или скорректировать его, то нужно максимально защитить себя от звуковых волн, сводя их проникновение в квартиру к минимуму. Так, при рассмотрении окон как способа защиты от уличных шумов, эксперт советует обратить внимание на несколько важных параметров. Во-первых, правильный стеклопакет должен включать шумозащитное триплекс-стекло. Оно состоит из двух слоев стекла и PVB-пленки (поливинилбутиральная пленка) между ними. Триплекс-стекло может в два с лишним раза снижать уровень проникновения шумов, обращает внимание Зайончковский. Во-вторых, толщина стекол в профиле должна различаться. Дело в том, что разные по толщине стекла резонируют на разных частотах, так что при прохождении через них звуковых волн суммирования резонансов и удвоения резонансного шума не возникает, тогда как в случае с двумя или тремя стеклами одинаковой толщины резонансы складываются и “шумность” окна существенно возрастает. В-третьих, лучше выбирать стекла увеличенной толщины (оптимально 5-6 мм), так как чем толще стекло, тем более жесткую акустическую мембрану оно собой представляет и тем сложнее звуковой волне вогнать его в резонанс. Что касается материала самого профиля, то эксперт “Экоокон” отмечает свои преимущества и у ПВХ-профилей, и у деревянных профильных систем. Однако при этом он уточняет, что в реальности на степень шумозащиты гораздо больше, чем материал профиля (ПВХ или дерево), влияет качество и количество уплотнительных контуров, которые препятствуют прямому прохождению звуковой волны. “Вспомним старые советские деревянные рамы, где уплотнителей и герметичности притвора створки не было как класса, а вместе с ними отсутствовала и сколько-нибудь приличная звукоизоляция” – рассуждает Зайончковский. Добровольная “глухота”Шум в самой квартире можно разделить как минимум два типа – воздушный, распространяющийся по воздуху, и структурный, распространяющийся по конструкции дома, замечает коммерческий директор проекта “ЭхоКор” Николай Ефименко. Защититься от шума в городском жилье непросто и однозначно недешево. Реальные звукоизоляционные решения включают строительство дополнительных перегородок, развязанных от стен, потолков и пола. То есть это строительство изолированной комнаты в существующей комнате. Прочие решения, не охватывающие весь периметр помещения, малоэффективны, подчеркивает собеседник агентства.При этом он обращает внимание на то, что для квартиры нужна и звукоизоляция, и звукопоглощение. “Сначала надо решить вопрос со звукоизоляцией, еще на этапе строительства и ремонта, а потом подумать о звукопоглощении, то есть об акустическом комфорте”, – поясняет Ефименко. Но часто владельцы квартир осознают необходимость звукоизоляции на этапе, когда ремонт сделан. Тогда на помощь приходит архитектурная акустика, а именно – специальные звукопоглощающие декоративные панели, от которых звук не будет отталкиваться, как от твердых поверхностей. К примеру, из панелей “ЭхоКор” можно собирать целые панно или дизайнерские композиции, указывает Ефименко.Звукопоглощающие панели, по словам эксперта, позволяют снизить уровень фонового шума, способствовать разборчивости речи и заодно украсить квартиру, что, безусловно, в комплексе положительно скажется на состоянии нервной системы домочадцев. Тишина – штука тонкаяПодводя итог, эксперты подчеркивают, что только лишь с помощью установки стекол или монтажа звукопоглощающих панелей, сделать в квартире тихо, как в подводной лодке, не получится. “Полная (или практически полная) изоляция квартиры от внешних шумов – зависит от совокупности целого ряда факторов. Помимо конструкции окон, важнейшую роль играет и материал стен сооружения”, – говорит эксперт “Экоокон”.Он объясняет, что передача звука зависит от способности звуковой волны “раскачать” препятствие. Отсюда очевиден вывод, что более тяжелый и жесткий материал раскачать сложнее: кирпичная стена лучше защитит от звука, чем стены каркасного дома. Это с одной стороны. С другой стороны, проникнув в материал, звуковая волна ведет себя по-разному. Плотные, однородные материалы гораздо лучше проводят звук, чем пористые или волокнистые структуры. Кроме того, степень звукоизоляции сильно зависит от частоты звука, и разные материалы ведут себя по-разному. Иначе говоря, одни лучше противостоят высокочастотному шуму, другие низкочастотному, поясняет Зайончковский. Так что здесь нужна комплексная экспертная оценка каждого конкретного здания и ситуации в отдельной квартире. В частности, качество звукоизоляции проверяют: при сдаче в эксплуатацию новых зданий, при нарушении шумоизоляции во время ремонтных работ, а также при подозрении жильцов на несоблюдение норм звукоизоляции у соседей сверху, указывает Сысоев из EcoStandard group.В этом случае для проведения акустических исследований сосед сверху должен быть не против проверки и согласиться пустить в свою квартиру специалистов-замерщиков. Разумеется, он имеет полное право не делать этого, однако соседу снизу это не мешает ходатайствовать о проведении экспертизы лишь на основе своих подозрений.

https://realty.ria.ru/20181001/1529693436.html

https://realty.ria.ru/20171110/1508560654.html

Недвижимость РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

Марина Трашкова

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e5/08/04/1744313449_9:0:2042:2033_100x100_80_0_0_058b57eac7c432cee5c237617bdcfca8.jpg

Марина Трашкова

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/08/04/1744313449_9:0:2042:2033_100x100_80_0_0_058b57eac7c432cee5c237617bdcfca8.jpg

Новости

ru-RU

https://realty.ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

Недвижимость РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/150552/20/1505522066_544:0:5344:3600_1920x0_80_0_0_24afce77fbb1f2d179aa958e49741110.jpg

Недвижимость РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Марина Трашкова

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/08/04/1744313449_9:0:2042:2033_100x100_80_0_0_058b57eac7c432cee5c237617bdcfca8.jpg

практические советы – риа недвижимость, полезное, жилье, квартира, советы

Ругань соседей за стеной, рев моторов машин за окном, тикание часов на тумбе – традиционные звуковые раздражители в городских квартирах. Однако некоторые шумы выходят за границы нашего восприятия и при этом имеют куда более разрушительное воздействие на наше здоровье. Сайт “РИА Недвижимость” обратился к экспертам за помощью, чтобы выяснить, каких на самом деле звуков нам нужно бояться и почему нужно стремиться к абсолютной тишине.

Невидимый враг

Жители города целый день живут в шуме: машины и метро, громкое оборудование, перестановка мебели у соседей и ремонт дороги под окном. Даже незначительный шум при регулярном воздействии будет негативно влиять на психику, слух, нервную систему. А если звуки громкие, то может пострадать даже сердечно-сосудистая или гормональная системы, рассказывает руководитель отдела независимой экологической экспертизы EcoStandard group Сергей Сысоев.

С экспертом соглашается певица, тренер по голосу Нина Веденина-Меерсон, добавляя, что к звукам, которые подвергают опасности здоровье нашего организма и нервной системы, относятся гул лифта, строительные шумы, звуки автомобилей, шум бытовой техники (вроде холодильника или стиральной машинки), “тиканье” лампочек, капающая вода, свист/завывание ветра через щели. Однако собеседница агентства обращает внимание на то, что если та же вода будет просто течь – это будет влиять на нас благолепно. “Природные звуки являются для нас хорошим успокоительным. Наша психика отзывается на них умиротворением. Но если только они не запредельно громкие”, – поясняет она.

1 октября 2018, 12:07

Не топочите как слоны! Как защитить квартиру от лишнего шумаСоседи топают, роняют вещи на пол и слушают громкую музыку, а их дети кричат и громко бегают прямо над головой. Все эти проблемы хорошо знакомы практически любому жителю многоквартирного дома. Сайт “РИА Недвижимость” решил рассказать о том, как можно решить вопрос со звукоизоляцией в квартире.

В свою очередь Сысоев среди вредных и даже опасных шумов выделяет инфразвук и ночной шум.

“Инфразвук – это низкие частоты до 16 Гц, неразличимые для человеческого слуха, но негативно влияющие на здоровье. Инфразвук может ощущаться, как вибрация воздуха, похожая на гул, однако превышения можно выявить только с использованием специального оборудования”, – поясняет эксперт. Инфразвук исходит от инженерного оборудования, линий электропередачи и даже от загруженных автотрасс, но может возникать и в природных средах, например, при ветровой эрозии скал и камней.

По словам собеседника агентства, превышения допустимого уровня инфразвука могут вызвать у человека тошноту, головокружение, головную боль и нарастающее чувство страха, перерастающего в панику. Регулярное воздействие инфразвука может привести к изменению артериального давления и частоты сердечных сокращений, нарушению вестибулярных функций мозга и даже нарушениям работы желудочно-кишечного тракта. Особенно сильно подвержены воздействию инфразвука люди старше 50 лет.

“Что же касается ночных шумов, то их вред обусловлен естественным свойством человека сильнее реагировать на звуки ночью. Разрешенные уровни шума для дня и ночи отличаются не просто так – ночью и при закрытых глазах слух обостряется по сравнению с бодрствованием. Именно поэтому ночью мы с большей вероятностью резко проснемся от звука, который днем показался бы нам менее громким”, – говорит Сысоев.

Сергей Сысоев

Руководитель отдела независимой экологической экспертизы EcoStandard group

Первые последствия воздействия ночного шума – нарушение сна и раздражительность. Ночной шум может также приводить к повышению артериального давления, даже если человек при этом не просыпается, обращает внимание он.

Тайные знания о шуме

Раздражители и гармоничные звуки универсальны для всех, если речь идет о людях со здоровой психикой, обращает внимание Нина Веденина-Меерсон.

Так, журчание воды, легкое чириканье птиц (именно легкое!), шум листвы, дождя, различная музыка, спокойная речь, мурлыканье кошки оказывает благотворное влияние на человека. Тогда как агрессивные крики и рычащая музыка из-за стены будут вызывать раздражение.

Однако есть важный нюанс. “Если психика расшатана, раздражает что угодно. Если же все в порядке – мы можем пропускать мимо ушей почти любой звук. И вот тут опасная вещь: ушами (мозгом) мы пропускаем звук, но тело ощущает негативные вибрации, которые нам и вредят. Впрочем, от внешних раздражителей мы можем спрятаться, но есть тот, от которого нам не убежать, а влияние он имеет на нас самое прямое – это наш голос”, – объясняет тренер по голосу.

“Как же на нас влияет голос? Находиться в одном жилом/рабочем пространстве с человеком, некорректно владеющим своим голосом губительно для нашей психики и здоровья. Ведь это те же вибрации. К примеру, в женских голосах часто преобладает скрип, писк, визг, сдавленность, агрессивная грубость. Таким голосом обычно давят, отчитывают, ноют, ругаются, в общем, отталкивают”, – рассказывает Веденина-Меерсон.

Нина Веденина-Меерсон

Певица, тренер по голосу

В данном случае тренер по голосу рекомендует следить за своим звучанием и стараться, чтобы голос был ровным, не скачкообразным, но не монотонным и не занудным. Он должен быть мягким, в то же время уверенным и невысоким. Речь должна быть не быстрой и с мягкими протяжными окончаниями, интонируя наверх, а не вниз – тогда она будет доброжелательной и не разрушительной.

Не все так просто и с резкими, агрессивными звуками. К примеру, в виде шума, то есть беспорядочных звуковых колебаний, вроде соседской ругани за стеной, они причиняют дискомфорт. А вот в виде музыки, даже самой “суровой”, они могут нравиться.

“Дело в том, что соседи кричат с естественной агрессией, и мы прислушиваемся, как бы кто кого не убил. Музыка же – это в первую очередь оформление музыкальными инструментами. Мы понимаем, что это искусственно созданная агрессия, то есть в данном случае это такое искусство – агрессировать. Поэтому если децибелы в пределах нормы, и нам будет комфортно”, – объясняет Веденина-Меерсон.

Нина Веденина-Меерсон

Певица, тренер по голосу

“Заткнуть” источник

На вопрос “Нужно ли в принципе стремиться к максимальной тишине в квартире?” эксперты однозначно отвечают “да”. Однако бороться с шумами можно по-разному.

Если источник шума вполне конкретный и понятный, то нужно постараться его устранить. Здесь важно помнить, что техногенные и социальные источники шума нормируются по-разному, относясь к разным разделам законодательства, замечает Сысоев.

“Техногенный шум от оборудования, транспорта или стройки регламентируют санитарно-гигиенические нормативы. Громкое поведение соседей, пение, плач детей, лай собак, музыка и другие подобные звуки, в свою очередь, регулируются административными нормами. На практике это означает, что в первом случае нужно вызывать специалистов-экологов для проведения акустической экспертизы, а во втором случае – правоохранительные органы. Разбираться с громкими соседями и пьяными криками под окном – обязанность участкового, а не экологов”, – рассуждает собеседник агентства.

Проще всего бороться с источниками неприятного звука внутри квартиры, которыми часто являются бытовые приборы и лампы. Их можно либо заменить, либо отрегулировать, либо вовсе отказаться от них по возможности.

Щит и барьер

Если же от источника внешнего шума нельзя избавиться или скорректировать его, то нужно максимально защитить себя от звуковых волн, сводя их проникновение в квартиру к минимуму.

Здесь важно заметить, что шумозащита складывается из двух различных физических понятий: “звукоизоляция” и “звукопоглощение”. “Звукоизоляция – это снижение уровня звукового давления при прохождении звуковой волны через материал. Звукопоглощение – это снижение энергии отраженной звуковой волны при взаимодействии с преградой. Оба параметра весьма важны для итогового суммарного ощущения шумозащищенности”, – объясняет технический специалист группы компаний “Экоокна” Илья Зайончковский.

Илья Зайончковский

Технический специалист группы компаний “Экоокна”

Так, при рассмотрении окон как способа защиты от уличных шумов, эксперт советует обратить внимание на несколько важных параметров. Во-первых, правильный стеклопакет должен включать шумозащитное триплекс-стекло. Оно состоит из двух слоев стекла и PVB-пленки (поливинилбутиральная пленка) между ними. Триплекс-стекло может в два с лишним раза снижать уровень проникновения шумов, обращает внимание Зайончковский.

Во-вторых, толщина стекол в профиле должна различаться. Дело в том, что разные по толщине стекла резонируют на разных частотах, так что при прохождении через них звуковых волн суммирования резонансов и удвоения резонансного шума не возникает, тогда как в случае с двумя или тремя стеклами одинаковой толщины резонансы складываются и “шумность” окна существенно возрастает.

В-третьих, лучше выбирать стекла увеличенной толщины (оптимально 5-6 мм), так как чем толще стекло, тем более жесткую акустическую мембрану оно собой представляет и тем сложнее звуковой волне вогнать его в резонанс.

10 ноября 2017, 13:53

Окно в дорогу: как комфортно жить в квартире с окнами на автомагистральШум, пыль, назойливый свет – все это будет обеспечено собственникам квартир, окна которых выходят на автомагистрали. Однако это вовсе не значит, что жизнь в таких помещениях будет некомфортной. Эксперты рассказали читателям сайта “РИА Недвижимость” о технологиях, которые приходят на помощь в данном случае.

Что касается материала самого профиля, то эксперт “Экоокон” отмечает свои преимущества и у ПВХ-профилей, и у деревянных профильных систем. Однако при этом он уточняет, что в реальности на степень шумозащиты гораздо больше, чем материал профиля (ПВХ или дерево), влияет качество и количество уплотнительных контуров, которые препятствуют прямому прохождению звуковой волны. “Вспомним старые советские деревянные рамы, где уплотнителей и герметичности притвора створки не было как класса, а вместе с ними отсутствовала и сколько-нибудь приличная звукоизоляция” – рассуждает Зайончковский.

Добровольная “глухота”

Шум в самой квартире можно разделить как минимум два типа – воздушный, распространяющийся по воздуху, и структурный, распространяющийся по конструкции дома, замечает коммерческий директор проекта “ЭхоКор” Николай Ефименко.

Защититься от шума в городском жилье непросто и однозначно недешево. Реальные звукоизоляционные решения включают строительство дополнительных перегородок, развязанных от стен, потолков и пола. То есть это строительство изолированной комнаты в существующей комнате. Прочие решения, не охватывающие весь периметр помещения, малоэффективны, подчеркивает собеседник агентства.

При этом он обращает внимание на то, что для квартиры нужна и звукоизоляция, и звукопоглощение. “Сначала надо решить вопрос со звукоизоляцией, еще на этапе строительства и ремонта, а потом подумать о звукопоглощении, то есть об акустическом комфорте”, – поясняет Ефименко.

Но часто владельцы квартир осознают необходимость звукоизоляции на этапе, когда ремонт сделан. Тогда на помощь приходит архитектурная акустика, а именно – специальные звукопоглощающие декоративные панели, от которых звук не будет отталкиваться, как от твердых поверхностей. К примеру, из панелей “ЭхоКор” можно собирать целые панно или дизайнерские композиции, указывает Ефименко.

Звукопоглощающие панели, по словам эксперта, позволяют снизить уровень фонового шума, способствовать разборчивости речи и заодно украсить квартиру, что, безусловно, в комплексе положительно скажется на состоянии нервной системы домочадцев.

Разумеется, самостоятельно подобрать оптимальную систему звукоизоляции или звукопоглощения для конкретной квартиры крайне сложно. В данном вопросе лучше обратиться к специалистам. Для этих целей можно посещать профильные выставки. Так, с 15 по 19 мая в Москве в ЦВЗ “Манеж” (Манежная площадь, д.1) пройдет международная выставка архитектуры и дизайна “АРХ Москва”, где можно будет пообщаться с архитекторами, дизайнерами и инженерами.

Читать далее

Тишина – штука тонкая

Подводя итог, эксперты подчеркивают, что только лишь с помощью установки стекол или монтажа звукопоглощающих панелей, сделать в квартире тихо, как в подводной лодке, не получится.

“Полная (или практически полная) изоляция квартиры от внешних шумов – зависит от совокупности целого ряда факторов. Помимо конструкции окон, важнейшую роль играет и материал стен сооружения”, – говорит эксперт “Экоокон”.

Он объясняет, что передача звука зависит от способности звуковой волны “раскачать” препятствие. Отсюда очевиден вывод, что более тяжелый и жесткий материал раскачать сложнее: кирпичная стена лучше защитит от звука, чем стены каркасного дома. Это с одной стороны. С другой стороны, проникнув в материал, звуковая волна ведет себя по-разному. Плотные, однородные материалы гораздо лучше проводят звук, чем пористые или волокнистые структуры. Кроме того, степень звукоизоляции сильно зависит от частоты звука, и разные материалы ведут себя по-разному. Иначе говоря, одни лучше противостоят высокочастотному шуму, другие низкочастотному, поясняет Зайончковский.

Так что здесь нужна комплексная экспертная оценка каждого конкретного здания и ситуации в отдельной квартире. В частности, качество звукоизоляции проверяют: при сдаче в эксплуатацию новых зданий, при нарушении шумоизоляции во время ремонтных работ, а также при подозрении жильцов на несоблюдение норм звукоизоляции у соседей сверху, указывает Сысоев из EcoStandard group.

“Иногда при ремонте жильцы решают добавить высоты потолкам в квартире за счет “лишних”, как они считают, слоев пола – с песком или опилками. Действительно, убрав их, можно выиграть 10-20 см, однако в таком случае покрытие пола кладется сразу на бетон, без каких-либо звукопоглощающих слоев. Каждый шаг по такому полу будут четко и громко слышать соседи снизу”, – приводит пример Сысоев.

Сергей Сысоев

Руководитель отдела независимой экологической экспертизы EcoStandard group

В этом случае для проведения акустических исследований сосед сверху должен быть не против проверки и согласиться пустить в свою квартиру специалистов-замерщиков. Разумеется, он имеет полное право не делать этого, однако соседу снизу это не мешает ходатайствовать о проведении экспертизы лишь на основе своих подозрений.

Поверка измерительных приборов (средств измерений)

Такое же ИК-зрение есть у некоторых змей  и удавов.

+1 фобия… Человеческие глаза не видят инфракрасного излучения, но оно окружает нас повсюду.

Около 50% солнечного света  относится к ИК-лучам, да и большая часть ламп накаливания тоже. Зарегистрировать его можно только с помощью специального оборудования.

Благодаря инфракрасному излучению астрономам удалось обнаружить в космосе множество очень удалённых объектов, которые невозможно увидеть в видимом спектре. Орбитальные телескопы  обычно сканируют пространство именно в ИК-спектре.

Надо отметить, что объекты в космосе нагреваются под воздействием излучения Солнца, несмотря на отсутствие атмосферы, которая могла бы переносить тепло. Это отличает инфракрасное излучение от других типов теплообмена, потому что с его помощью

теплообмен может осуществляться даже в вакууме.

Сегодня наш пост про инфракрасное излучение:  польза и вред для здоровья

широкое применение в науке

что такое «солнечный удар»?



Инфракрасное излучение имеет еще большую частоту волн, и переносится фотонами с еще большей энергией.

Это невидимое электромагнитное излучение обеспечивает сильный тепловой эффект и составляет около половины излучения Солнца.

Это излучение – основной источник тепловой энергии на Земле.
Человек не видит тепло, но хорошо его чувствует и, интуитивно, его не боится.

Инфракрасное излучение нашло широкое применение в науке, медицине, современных технологиях и повседневной жизни.

Существуют целые научные направления:

🔸 инфракрасная астрономия

🔸 дистанционное зондирование Земли

🔸 инфракрасная спектроскопия.

Наиболее широко инфракрасное излучение в медицине применяется в различных датчиках потока крови (PPG).

Мы уже рассматривали с Вами принцип действия очень полезного прибора – пульсоксиметра с инфракрасным датчиком PPG.

Инфракрасное излучение применяется:

✅ в приборах ночного видения

✅ при инфракрасном наведении разных ракет и снарядов

✅ при мирной сушке окрашенных поверхностей

✅ при стерилизации пищевых продуктов

✅ при передаче данных

✅ во всех наших пультах дистанционного управления

✅ при проверке денег на подлинность 💵💰

Очень широкое распространение получили инфракрасные обогреватели, в которых тепло передается в окружающую среду посредством инфракрасного излучения.

Они выгодно отличаются от обычных конвекционных обогревателей, потому что энергия излучения поглощается окружающими поверхностями и нагревает их, а не окружающий воздух.

Такие обогреватели незаменимы при локальном обогреве уличных кафе, беседок, веранд.

Первый и самый распространенный инфракрасный обогреватель – костер. 🔥

Польза или вред

Инфракрасное излучение – неионизирующее излучение, и польза или вред для организма человека зависят от частоты и плотности мощности электромагнитных волн.

Инфракрасная терапия
Лучи с длинными волнами, ближе к радиочастотному диапазону, активизируют тепловые рецепторы на коже, передавая им приятное тепло.

Волны с длиной волны около 10 мкм используются при физиотерапии:

🔸 способствуют улучшению процесса метаболизма,

🔸 стимулируют и улучшают кровообращение

🔸 способствуют обновлению эпидермиса

🔸 укрепляют иммунитет и оздоравливают организм.

Все инфракрасные обогреватели работают в длинноволновой области спектра и абсолютно безопасны.

«Солнечный удар» ✊☀️

Лучи с более короткими волнами, ближе к видимому свету, при высокой плотности энергии могут вызывать
«солнечный удар».

Человек при этом ощущает головную боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в глазах, нарушение координации движений, возможна потеря сознания. Наиболее опасно для слизистой оболочки глаза, когда излучение не сопровождается видимым светом, и человек не осознает опасность.

В таких ситуациях необходимо надевать защитные очки для глаз.

В целом, человек неплохо чувствует, когда инфракрасное излучение не превышает безопасные уровни мощности и, поэтому считает его безвредным.

методы, что лечит, есть ли польза от БРТ

Когда читаешь про биорезонансную терапию — БРТ, складывается впечатление, что это прорывной метод в медицине.

Артем Чеховской

врач

Пишут, что процедура помогает обнаружить и вылечить аллергию, различные инфекции, бесплодие, болезни сердечно-сосудистой, нервной, опорно-двигательной и дыхательной системы. Якобы диагностика и лечение быстрые, безопасные и безболезненные — на тело накладывают пару электродов, которые вырабатывают электромагнитное излучение.

В России есть методические рекомендации по биорезонансной терапии, но мировым медицинским сообществом метод не признан. Рассказываю, какой у БРТ принцип работы и эффективна ли она на самом деле.

Что такое биорезонансная терапия

БРТ — метод альтернативной медицины. В России она не запрещена, но в клинические рекомендации по лечению не входит. Сторонники биорезонансной терапии считают, что клетки и органы человека колеблются с определенной частотой. Если мы заболеваем, то колебания пораженного органа меняются — их можно зафиксировать с помощью специального прибора.

Российские методические рекомендации по биорезонансной терапии

Лечат болезнь также с помощью колебаний: на орган воздействуют электродами, которые вырабатывают электромагнитное излучение. Пораженные ткани в ответ начинают колебаться на «нормальной» частоте, и человек выздоравливает. Ну, это в теории.

Как появилась биорезонансная терапия

В 1972 году немецкий ученый Франц Морел предположил, что некоторые лекарства вырабатывают электромагнитное излучение. По его мнению, это излучение лежит в основе терапевтического действия препаратов. Он сделал вывод, что все органы колеблются на разной частоте, а гомеопатические лекарства «настраивают» их биоэлектрическую активность. Ученый предположил, что если на пораженные ткани воздействовать с определенной частотой, то их можно вернуть в норму.

Франц Морелл попросил своего зятя соорудить прибор, который мог бы считывать колебания органов и воздействовать на них в ответ. Устройство, которое они сделали, считается прародителем систем для биорезонансной терапии.

Как работает

Подробный механизм работы аппаратов для БРТ остается загадкой. Сторонники метода нередко ссылаются на псевдонаучные факты, принципы гомеопатии и постулаты аюрведы, которая также признана псевдонаукой.

Вот как описывают механизм работы БРТ сторонники метода на примере простуды. Допустим, у человека насморк и кашель. Жидкости организма — слюну, сопли — можно использовать в качестве входной информации. Также дополнительную информацию можно получить от электродов на шее. Данные от них будут включать «здоровые» и «нездоровые» частоты. БРТ-устройство собирает энергетическую информацию и отделяет эти частоты друг от друга. В ходе сеанса здоровая энергия усиливается, а вредная — подавляется.

Ну и что? 23.03.20

Карантин из-за коронавируса: кто должен соблюдать и с какими ограничениями

Аппарат для биорезонансной терапии. На экране видны данные с датчиков — они показывают проблемные зоны в организме пациента. Источник: Monika Wisniewska / Shutterstock

Виды терапии

Биорезонансная терапию делят на эндогенную и экзогенную.

Эндогенная. При этом методе на тело пациента накладывают электроды, которые фиксируют колебания его внутренних органов. Эти параметры попадают на экран устройства, которым управляет оператор. Если оператор видит патологический очаг, то он может сразу же подать на него излучение с нужной частотой.

При эндогенной терапии лечение происходит собственным излучением пациента после специальной обработки сигнала.

Экзогенная. В ходе экспериментов и математических вычислений сторонники биорезонансной терапии определили «нормальную» биоэлектрическую активность разных органов.

При экзогенной терапии оператор подает на пораженный участок сигнал той частоты, на которой орган должен колебаться в норме. Излучение появляется из внешних сигналов, например генераторов, а не из собственных электромагнитных колебаний человека.

Как лечиться экономно

Или не платить за лечение вообще. Расскажем в нашей рассылке вместе с другими материалами о деньгах

Аппараты для БРТ

В России для биорезонансной терапии используют несколько устройств:

  1. «Мини-эксперт-ДТ».
  2. «Имедис-БРТ»
  3. «АРМ-пересвет»
Данные обследования с «Мини-эксперт-ДТ» можно вывести на компьютер. В комплекте идут электроды, программное обеспечение, руководство для врачей и учебник По словам создателей, «Имедис-БРТ» может даже обнаружить следы наркотиков в организме. Такие устройства закупали в свердловские вузы для проверки студентов, но эксперимент раскритиковали

Еще в документе Минздрава указан аппарат «Синхростар-ЭМ», но найти, как он выглядит, не вышло.

Показания и противопоказания

Сторонники биорезонансной терапии утверждают, что метод помогает диагностировать и лечить практически любые заболевания.

В российских методических рекомендациях по БРТ пишут о таких противопоказаниях:

  1. Нарушение свертываемости крови.
  2. Инфаркты и инсульты.
  3. Беременность.
  4. Эпилепсия.
  5. Опухоли.
  6. Наличие кардиостимулятора.
  7. Психическое возбуждение или состояние опьянения.

Такие возможности метода настораживают: при помощи БРТ обещают вылечить практически любое заболевание. Противопоказания тоже слишком общие — это дежурный список, который всегда пишут под процедурами.

Как проходит обследование и лечение

В кабинете биорезонансной терапии на пациента надевают электроды, которыми оператор снимает биоэлектрические сигналы внутренних органов. Электродов обычно несколько: они могут быть ножные, ручные или налобные. Их показания попадают на экран устройства — оператор видит, где находятся органы, которые колеблются с «неправильной» частотой.

Когда оператор найдет пораженный участок, начинается лечение. На нужную область воздействуют электромагнитным излучением, которое заставляет орган колебаться на «правильной» частоте.

Процедуру обычно проводят несколько раз в день в течение 2—8 недель. Иногда курс продолжается до тех пор, пока не наступит выздоровление.

Ручные электроды для биорезонансной терапии. Источник: Monika Wisniewska / Shutterstock

Эффективна ли БРТ

Концепция биорезонансной терапии противоречива и не признана медицинским сообществом. Методические рекомендации по БРТ есть только в России.

Правовой статус. В России биорезонансная терапия не запрещена — во многих городах работают кабинеты, в которых можно пройти обследование.

Возможности метода. БРТ описывают как панацею — якобы с ее помощью можно диагностировать и лечить любые заболевания. Но официальной науке пока не известны такие универсальные устройства — каждый метод помогает обнаружить только определенный спектр болезней. С лечением так же: его подбирают индивидуально после тщательного обследования традиционными методами.

Клинические исследования. Не существует доказательной базы, которая бы подтвердила эффективность биорезонансной терапии. Данные клинических исследований противоречивы: для одного и того же заболевания БРТ часто дает разные результаты.

Насколько БРТ подтвердила эффективность

Одиночные исследования, в которых метод подтвердил свою эффективность, — все еще не повод ему доверять. Чтобы БРТ попала в рекомендации по лечению заболеваний, нужны исследования на больших группах людей. Таких пока не проводилось.

Что использовать вместо БРТ

Если у вас появились жалобы на здоровье, то в первую очередь нужно идти к профильному специалисту, а не в кабинет биорезонансной терапии. Если не знаете, какой именно врач нужен, посетите терапевта или вызовите участкового на дом. Они поставят предварительный диагноз и направят вас к профильному специалисту.

Вред и польза резонанса. Явление резонанса и его последствия

Мы часто слышим слово резонанс: «общественный резонанс», «событие, вызвавшее резонанс», «резонансная частота». Вполне привычные и обыденные фразы. Но можете ли вы точно сказать, что такое резонанс?

Если ответ отскочил у вас от зубов, мы вами по-настоящему гордимся! Ну а если тема «резонанс в физике» вызывает вопросы, то советуем прочесть нашу статью, где мы подробно, понятно и кратко расскажем о таком явлении как резонанс.

Прежде, чем говорить о резонансе, нужно разобраться с тем, что такое колебания и их частота.

Колебания и частота

Колебания – процесс изменения состояний системы, повторяющийся во времени и происходящий вокруг точки равновесия.

Простейший пример колебаний – катание на качелях. Мы приводим его не зря, этот пример еще пригодится нам для понимания сути явления резонанса в дальнейшем.

Резонанс может наступить только там, где есть колебания. И не важно, какие это колебания – колебания электрического напряжения, звуковые колебания, или просто механические колебания.

На рисунке ниже опишем, какими могут быть колебания.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

Колебания характеризуются амплитудой и частотой. Для уже упомянутых выше качелей амплитуда колебаний – это максимальная высота, на которую взлетают качели. Также мы можем раскачивать качели медленно или быстро. В зависимости от этого будет меняться частота колебаний.

Частота колебаний (измеряется в Герцах) – это количество колебаний в единицу времени. 1 Герц – это одно колебание за одну секунду.

Когда мы раскачиваем качели, периодически раскачивая систему с определенной силой (в данном случае качели – это колебательная система), она совершает вынужденные колебания. Увеличения амплитуды колебаний можно добиться, если воздействовать на эту систему определенным образом.

Толкая качели в определенный момент и с определенной периодичностью можно довольно сильно раскачать их, прилагая совсем немного усилий. Это и будет резонанс: частота наших воздействий совпадает с частотой колебаний качелей и амплитуда колебаний увеличивается.

Суть явления резонанса

Резонанс в физике – это частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при совпадении частоты внешнего воздействия с определёнными значениями, характерными для данной системы.

Суть явления резонанса в физике состоит в том, что амплитуда колебаний резко возрастает при совпадении частоты воздействия на систему с собственной частотой системы.

Известны случаи, когда мост, по которому маршировали солдаты, входил в резонанс от строевого шага, раскачивался и разрушался. Кстати, именно поэтому сейчас при переходе через мост солдатам положено идти вольным шагом, а не в ногу.

Примеры резонанса

Явление резонанса наблюдается в самых разных физических процессах. Например, звуковой резонанс. Возьмём гитару. Само по себе звучание струн гитары будет тихим и почти неслышным. Однако струны неспроста устанавливают над корпусом – резонатором. Попав внутрь корпуса, звук от колебаний струны усиливается, а тот, кто держит гитару, может почувствовать, как она начинает слегка «трястись», вибрировать от ударов по струнам. Иными словами, резонировать.

Еще один пример наблюдения резонанса, с которым мы сталкиваемся – круги на воде. Если кинуть в воду два камня, попутные волны от них встретятся и увеличатся.

Действие микроволновки также основано на резонансе. В данном случае резонанс происходит в молекулах воды, которые поглощают излучение СВЧ (2,450 ГГц). Как следствие, молекулы входят в резонанс, колеблются сильнее, а температура пищи повышается.

Резонанс может быть как полезным, так и приносящим вред явлением. А прочтение статьи, как и помощь нашего студенческого сервиса в трудных учебных ситуациях, принесет вам только пользу. Если в ходе выполнения курсовой вам понадобится разобраться с физикой магнитного резонанса, можете смело обращаться в нашу компанию за быстрой и квалифицированной помощью.

Напоследок предлагаем посмотреть видео на тему «резонанс» и убедиться в том, что наука может быть увлекательной и интересной. Наш сервис поможет с любой работой: от до курсовой по физике колебаний или эссе по литературе.

Идя по доске, перекинутой через ров, можно попасть шагами в резонанс с собственным периодом системы (доски с человеком на ней), и доска начинает тогда сильно колебаться (изгибаться вверх и вниз). То же самое может случиться и с мостом, по которому проходит войсковая часть или проезжает поезд (периодическая сила обусловливается ударами ног или ударами колес на стыках рельсов). Так, например, в 1906г. в Петербурге обрушился так называемый Египетский мост через реку Фонтанку. Это произошло при переходе через мост кавалерийского эскадрона , причем четкий шаг лошадей, отлично обученных церемониальному маршу, попал в резонанс с периодом моста. Для предотвращения таких случаев войсковым частям при переходе через мосты приказывают обычно идти не «в ногу», а вольным шагом. Поезда же большей частью переезжают мосты на медленном ходу, чтобы период ударов колес о стыки рельсов был значительно больше периода свободных колебаний моста. Иногда применяют обратный способ «расстройки» периодов: поезда проносятся через мосты на максимальной скорости. Случается, что период ударов колес на стыках рельсов совпадает с периодом колебаний вагона на рессорах, и вагон тогда очень сильно раскачивается. Корабль также имеет свой период качаний на воде. Если морские волны попадают в резонанс с периодом корабля, то качка становится особенно сильной. Капитан меняет тогда скорость корабля или его курс. В результате период волн, набегающих на корабль, изменяется (вследствие изменения относительной скорости корабля и воли) и уходит от резонанса. Неуравновешенность машин и двигателей (недостаточная центровка, прогиб вала) является причиной того, что при работе этих машин возникает периодическая сила, действующая на опору машины – фундамент, корпус корабля и т. п. Период силы может совпасть при этом с периодом свободных колебаний опоры или, например, с периодом колебаний изгиба самого вращающегося вала или с периодом крутильных колебаний этого вала. Получается резонанс, и вынужденные колебания могут быть настолько сильны, что разрушают фундамент, ломают валы и т. д. Во всех таких случаях принимаются специальные меры, чтобы избежать резонанса или ослабить его действие (расстройка периодов, увеличение затухания – демпфирование и др.). Очевидно, для того чтобы с помощью наименьшей периодической силы получить определенный размах вынужденных колебаний, нужно действовать в резонанс. Тяжелый язык большого колокола может раскачать даже ребенок, если он будет натягивать веревку с периодом свободных колебаний языка. Но самый сильный человек не раскачает язык, дергая веревку не в резонанс.

Резонансом в электрическом колебательном контуре называется явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.

Магнитно-резонансная томография, или ее сокращенное название МРТ, считается одним из самых надежных методов лучевой диагностики. Очевидным плюсом использования такого способа проверить состояние организма является то, что оно не является ионизирующим излучением и дает довольно точные результаты при исследовании мышечной и суставной системы организма, помогает с высокой вероятностью диагностировать различные заболевания позвоночника и центральной нервной системы.

Сам процесс обследования довольно прост и абсолютно безболезненный – все, что вы услышите, лишь сильный шум, но от него хорошо защищают наушники, которые выдаст вам перед процедурой врач. Возможны только два вида неудобств, которых не получится избежать. В первую очередь это касается тех людей, которые боятся замкнутых пространств – диагностируемый пациент ложится на горизонтальную лежанку и автоматические реле передвигают его внутрь узкой трубы с сильным магнитным полем, где он находится примерно в течение 20 минут. Во время диагностики не следует шевелиться, чтобы результаты получились как можно точнее. Второе неудобство, которое вызывает резонансная томография при исследовании малого таза, это необходимость наполненности мочевого пузыря.

Если ваши близкие желают присутствовать при диагностировании, они обязаны подписать информационный документ, согласно которому они ознакомлены с правилами поведения в диагностическом кабинете и не имеют никаких противопоказаний для нахождения рядом с сильным магнитным полем. Одной из причин невозможности нахождения в помещении управления МРТ является наличие в организме посторонних металлических компонентов.

Использование резонанса в радиосвязи

Явление электрического резонанса широко используется при осуществлении радиосвязи. Радиоволны от различных передающих станций возбуждают в антенне радиоприемника переменные токи различных частот, так как каждая передающая радиостанция работает на своей частоте. С антенной индуктивно связан колебательный контур (рис. 4.20). Вследствие электромагнитной индукции в контурной катушке возникают переменные ЭДС соответствующих частот и вынужденные колебания силы тока тех же частот. Но только при резонансе колебания силы тока в контуре и напряжения в нем будут значительными, т. е. из колебаний различных частот, возбуждаемых в антенне, контур выделяет только те, частота которых равна его собственной частоте. Настройка контура на нужную частоту обычно осуществляется путем изменения емкости конденсатора. В этом обычно состоит настройка радиоприемника на определенную радиостанцию. Необходимость учета возможности резонанса в электрической цепи. В некоторых случаях резонанс в электрической цепи может принести большой вред. Если цепь не рассчитана на работу в условиях резонанса, то его возникновение может привести к аварии.

Чрезмерно большие токи могут перегреть провода. Большие напряжения приводят к пробою изоляции.

Такого рода аварии нередко случались еще сравнительно недавно, когда плохо представляли себе законы электрических колебаний и не умели правильно рассчитывать электрические цепи.

При вынужденных электромагнитных колебаниях возможен резонанс — резкое возрастание амплитуды колебаний силы тока и напряжения при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебаний. На явлении резонанса основана вся радиосвязь.

Как на звук и световые волны влияет принцип резонанса? Что такое вибрации и резонансные частоты объектов? Какие повседневные примеры резонанса можно встретить в жизни? Как разбить бокал с помощью голоса? Если присмотреться, то можно увидеть примеры резонанса повсюду. Вот только некоторые из них несут пользу, а другие – вред.

Что такое резонанс?

Вы когда-нибудь задумывались над тем, как люди создают прекрасную музыку с помощью обыкновенных бокалов? По мере повышения воздействия на стекло звуковыми волнами оно может даже разбиться. Световые волны также взаимодействуют особыми способами с объектами вокруг себя. Поведение звуковых и световых волн объясняет, почему люди слышат звуки музыкальных инструментов и различают цвета. Изменения волновой амплитуды вызваны важным принципом, который называется резонансом. Примерами влияния на передачу звука и света являются вибрации.

Звуковые волны происходят от механических колебаний в твердых телах, жидкостях и газах. Световые волны исходят из вибрации заряженных частиц. Объекты, заряженные частицы и механические системы обычно имеют определенную частоту, на которой они склонны вибрировать. Это называется их резонансной частотой или их собственной частотой. Некоторые объекты имеют две или более резонансных частот. Пример резонанса: когда вы едете по ухабистой дороге, и ваш автомобиль начинает прыгать вверх и вниз – это пример колебания вашей машины на своей резонансной частоте, вернее резонансная частота амортизаторов. Вы можете заметить, что когда вы едете в автобусе, частота отскока немного медленнее. Это потому, что амортизаторы шины имеют более низкую резонансную частоту.

Когда звуковая или световая волна ударяет по объекту, она уже вибрирует на определенной частоте. Если эта частота будет соответствовать резонансной частоте объекта, то это приведет к тому, что вы получите резонанс. Он возникает, когда амплитуда колебаний объекта увеличивается за счет соответствующих колебаний другого объекта. Эту связь трудно представить без примера.

Резонанс и световые волны

Взять, к примеру, типичную световую волну (это поток белого света, который исходит от солнца) и направить ее на темный объект, пусть это будет черная змея. Молекулы в коже пресмыкающегося имеют набор резонансных частот. То есть электроны в атомах стремятся вибрировать на определенных частотах. Свет, спускающийся с солнца, – белый свет, который имеет многосоставную частоту.


Сюда входят красный и зеленый, синий и желтый, оранжевый и фиолетовый. Каждая из этих частот поражает кожу змеи. И каждая частота приводит к вибрации другого электрона. Желтая частота резонирует с электронами, резонансная частота которых желтая. Синяя частота резонирует с электронами, резонансная частота которых синяя. Таким образом, кожа змеи в целом резонирует с солнечным светом. Змея кажется черной, потому что ее кожа поглощает все частоты солнечного света.

Когда световые волны резонируют с объектом, они заставляют электроны вибрировать с большими амплитудами. Световая энергия поглощается объектом, и человеческому глазу не заметно, что свет возвращается обратно. Объект выглядит черным. Что делать, если объект не поглощает солнечный свет? Что если ни один из его электронов не резонирует со световыми частотами? Если резонанс не возникает, то вы получите передачу, пропускание световых волн через объект. Стекло кажется прозрачным, потому что оно не поглощает солнечный свет.

Свет все еще вызывает вибрации электронов. Но поскольку он не соответствует резонансным частотам электронов, колебания очень малы и проходят от атома к атому через весь объект. Объект без резонанса будет иметь нулевое поглощение и 100 % передачу, например стекло или вода.


Музыка и резонанс звуковых волн

Резонанс для звука работает так же, как и для света. Когда один объект вибрирует на частоте второго объекта, тогда первый заставляет второй вибрировать с высокой амплитудой. Так возникает акустический резонанс. Примером служит игра на любом музыкальном инструменте. Акустический резонанс отвечает за музыку, создаваемую трубой, флейтой, тромбоном и многими другими инструментами. Как работает это удивительное явление? Можно привести пример резонанса, который имеет положительный эффект.

Пройдя в собор, где играет органная музыка, можно заметить, что вся стена заполнена огромными трубами всех размеров. Некоторые из них очень короткие, а другие доходят до потолка. Для чего нужны все трубы? Когда начинает играть прекрасная музыка, можно понять, что звук исходит от труб, он очень громкий и, кажется, заполняет весь собор. Как такие трубы могут звучать так громко? Во всем виноват акустический резонанс, и он не является единственным инструментом, который использует это удивительное явление.


Создание звуковых волн

Чтобы понять, что происходит, вам сначала нужно немного узнать о том, как звук проходит по воздуху. Звуковые волны создаются, когда что-то вызывает вибрацию молекул воздуха. Затем эта вибрация перемещается, как волна, наружу во всех направлениях. Когда волна проходит по воздуху, есть области, где молекулы сжимаются ближе друг к другу, и области, где молекулы вытягиваются дальше друг от друга. Расстояние между последовательными сжатиями или расширениями известно как длина волны. Частота измеряется в единицах Герца (Гц), а один Герц соответствует одной скорости сжатия волны в секунду.

Люди могут обнаруживать звуковые волны с частотами от 20 до 20 000 Гц! Однако они не все звучат одинаково. Некоторые звуки высокие и скрипучие, в то время как другие низкие и глубокие. То, что вы на самом деле слышите, – это разница в частоте. Итак, как частота относится к длине волны? Скорость звука немного меняется в зависимости от температуры воздуха, но обычно она составляет около 343 м/с. Поскольку все звуковые волны движутся с одинаковой скоростью, частота будет уменьшаться по мере увеличения длины волны и возрастать при уменьшении длины волны.


Вредный резонанс: примеры

Часто люди принимают мостостроение и безопасность как должное. Однако иногда происходят катастрофы, заставляющие поменять свою точку зрения. 1 июля 1940 года в Вашингтоне был открыт мост Такома-Нэрроуз. Это был подвесной мост, третий по величине в мире для своего времени. Во время строительства мост получил прозвище «Галопирование Герти» из-за того, как он качался и сгибался на ветру. Это волнообразное колебание в конце концов привело к его крушению. Мост рухнул 7 ноября 1940 года во время бури, всего через четыре месяца его эксплуатации. Прежде чем узнавать о резонансной частоте и о том, что это связано с катастрофой моста Такома-Нэрроуз, сначала нужно понять что-то, называемое гармоническим движением.


Когда у вас есть объект, периодически колеблющийся назад и вперед, мы говорим, что он испытывает гармоническое движение. Один прекрасный пример проявления резонанса, испытывающего гармоническое движение, – свободная подвесная пружина с прикрепленной к ней массой. Масса заставляет пружину растягиваться вниз, пока в конце концов пружина не сжимается назад, чтобы вернуться к своей первоначальной форме. Этот процесс продолжает повторяться, и мы говорим, что пружина находится в гармоническом движении. Если вы посмотрите видео с моста Такома-Нэрроуз, то увидите, что он колебался, прежде чем рухнул. Он проходил гармоническое движение, как пружина с прикрепленной к ней массой.

Резонанс и качели

Если вы один раз толкнете своего друга на качелях, они несколько раз будут совершать колебательные движения и через некоторое время остановятся. Эта частота, когда колебание самопроизвольно колеблется, называется собственной частотой. Если вы даете толчок каждый раз, когда ваш друг возвращается к вам, он будет качаться все выше и выше. Вы нажимаете с частотой, аналогичной собственной частоте, и амплитуда колебаний возрастает. Такое поведение называется резонансом.


Несомненно, это один из примеров полезного резонанса. Среди прочих нагревание пищи в микроволновой печи, антенна на радиоприемнике, принимающем радиосигнал, игра на флейте.


На самом деле, есть также множество плохих примеров. Разрушение стекла высоким тональным звуком, разрушение моста легким ветерком, обрушение зданий при землетрясениях – все это примеры резонанса в жизни, которые не просто вредные, но и опасные, в зависимости от силы воздействия.


Разрушительная сила звука

Многие наверняка слышали о том, что винный бокал можно разбить голосом оперной певицы. Если вы слегка ударите бокал ложкой, он будет «звонить», как колокол, на своей резонансной частоте. Если на стекло оказывается звуковое давление на определенной частоте, оно начинает вибрировать. По мере того как стимул продолжается, вибрация в бокале накапливается до тех пор, пока он не разрушится, когда будут превышены механические пределы.


Примеры полезного и вредного резонанса повсюду. Микроволны окружают все вокруг, от микроволновой печки, которая разогревает пищу без применения внешнего тепла, до вибраций в земной коре, приводящих к разрушительным землетрясениям.

Резонанс — явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний, которое наступает при приближении частоты внешнего воздействия к некоторым значениям (резонансным частотам), определяемым свойствами системы. Увеличение амплитуды — это лишь следствие резонанса, а причина — совпадение внешней (возбуждающей) частоты с внутренней (собственной) частотой колебательной системы. При помощи явления резонанса можно выделить и/или усилить даже весьма слабые периодические колебания. Резонанс — явление, заключающееся в том, что при некоторой частоте вынуждающей силы колебательная система оказывается особенно отзывчивой на действие этой силы.

Всякая мех-ая упругая система имеет собственную частоту колебаний. Если какая-либо сила выведет эту систему из равновесия, а затем перестанет действовать, то система будет некоторое время колебаться около своего положения равновесия. Частота этих колебаний и называется собственной частотой колебаний системы. Скорость её затухания зависит от упругих свойств и массы, от сил трения и не зависит от силы, вызвавшей колебания.

Если сила, выводящая мех систему из равновесия, будет меняться с частотой, равной частоте собственной частотой колебаний, то на деформацию одного периода будет накладываться деформация следующего периода и система будет раскачиваться со всё возрастающей амплитудой, теоретически до бесконечности. Естественно, что конструкция не сможет противостоять такой всё возрастающей деформации и будет разрушаться.

Совпадение частоты собственных колебаний с частотой изменения электродинамической силы называется механическим резонансом .

Полный резонанс наблюдается при точном совпадении частоты колебаний силы с частотой собственных колебаний конструкции и равных положительных и отрицательных амплитудах, частичный – при неполном совпадении частот и неравных амплитудах.

Для избежания мех резонанса необходимо, чтобы частота собственных колебаний конструкции отличалась от частоты изменения электродинамической силы. Лучше, когда частота собственных колебаний лежит ниже частоты изменения силы. Подбор требуемой частоты собственных колебаний можно производить различными способами. Для шин, например, – изменением длины свободного пролёта

В случае, когда частота переменной составляющей ЭДУ близка к собственной частоте механических колебаний, даже при сравнительно небольших усилиях возможно разрушение аппарата вследствие явлений резонанса.

Шины под воздействием ЭДУ совершают вынужденные колебания в виде стоячих волн. Если частота свободных колебаний выше 200 Гц, то расчёт усилий производится для статического режима без учёта резонанса.

Если частота свободных колебаний шины при конструировании стремятся исключить возможность резонанса за счёт выбора длины свободного пролета шины.

При гибком креплении шины собственная частота механических колебаний снижается. Энергия ЭДУ частично тратится на деформацию токоведущих частей, частично на перемещение их и связанных с ним гибких креплений. При этом мех. Напряжения в материале шин уменьшаются


Значение, характеристики, преимущества и недостатки

Наука > Физика > Стационарные волны > Резонанс

В этой статье мы изучим явление резонанса, его характеристики, преимущества и недостатки.

Свободные вибрации:

Тело или система, способная колебаться, при перемещении из положения покоя колеблется с определенной частотой. Эта частота является характеристикой тела или системы.Такие колебания называются свободными колебаниями или свободными колебаниями, а частота таких колебаний называется собственной частотой тела или системы.

  • Пример – 1: Когда натянутую проволоку, закрепленную на концах, защипывают и отпускают, она колеблется с частотой, зависящей от длины струны, ее массы на единицу длины и натяжения струны .
  • Пример – 2:  Когда груз простого маятника колеблется, частота его колебаний зависит от длины маятника.

Из-за сила трения, амплитуда колебаний непрерывно уменьшается и наконец, тело перестает вибрировать.

Характеристики свободных колебаний:

  • Они образуются, когда тело, способное вибрировать, выводят из его нормального положения равновесия, а затем отпускают.
  • Частота вибрации зависит от тела и называется собственной частотой.
  • Частота вибрации равна собственной частоте тела.
  • Амплитуда вибрации большая.
  • Вибрация продолжается еще некоторое время после устранения внешней силы.
  • Пример: Колебания груза маятника

Вынужденные колебания:

Принудительно Колебания – это колебания, возникающие в теле при воздействии на него внешних периодическая сила, имеющая частоту, обычно отличную от естественной частота тела.

Тело или систему, способную вибрировать, также можно заставить вибрировать в любое желаемое время. частота.Тело можно заставить вибрировать с той же частотой, что и частота приложенной периодической силы. Предположим, что собственная частота металлический сосуд 200 Гц. Если установить камертон частотой 256 Гц в колебания и его шток приводится в соприкосновение с сосудом, то судно будет вынуждено вибрировать с частотой 256 Гц. В таком В этом случае говорят, что судно совершает вынужденные колебания.

Первоначально, тело имеет тенденцию вибрировать со своей естественной частотой. Но очень скоро, естественные вибрации затухают, и он начинает вибрировать с частотой приложенная периодическая сила.

амплитуда вынужденных колебаний зависит от:

  • Разность частот внешней силы и собственная частота тела.
    • Амплитуда приложенной силы.

Характеристики принудительного Вибрации:

  • Образуются при действии на тело внешней периодической силы.
  • Частота вибрации такая же, как частота внешней периодической силы.
  • Частота вибрации отличается от собственной частоты тела.
  • Амплитуда вибрации мала.
  • Амплитуда становится равной нулю, как только внешняя сила удаляется.
  • Пример: вибрирующий камертон на деревянной коробке, музыкальный инструмент с декой или коробкой.

Резонанс:

амплитуда вынужденных колебаний зависит от разницы между собственная частота тела и частота приложенной периодической силы. Когда разница между двумя частотами велика, отклик тела плохой или вынужденные колебания малой амплитуды. Когда частота разница становится меньше, тело вибрирует легче или амплитуда вынужденные колебания увеличиваются. Наконец, когда частота (f) приложенного периодическая сила становится такой же, как собственная частота fo тела, амплитуда вынужденных колебаний становится максимальной и явление известно как резонанс.

Если кого-то заставить вибрировать под действием внешней периодической силы с частотой, равной собственной частоте тела, тело начинает вибрировать с очень большой амплитудой.Это явление называется резонансом.

Отличие вынужденных вибраций от резонанса:

Вынужденные вибрации Резонанс
Они производятся внешней периодической силой любой частоты. Они создаются внешней периодической силой, частота которой равна собственной частоте тела.
То частота вибрации отличается от собственной частоты тела. Частота вибрации равна собственной частоте тела.
Амплитуда вибрации небольшая. Амплитуда вибрации большая.
Вибрация прекращается, как только снимается внешняя сила. Вибрация продолжается еще некоторое время после прекращения действия внешней силы

Преимущества резонанса:

  • Резонанс полезен для определения неизвестной частоты.
  • Резонанс полезен для увеличения интенсивности звука музыкальных инструментов.
  • Резонанс полезен для настройки радиоприемника на любую желаемую частоту.
  • Резонанс полезен для анализа музыкальных нот.

Недостатки резонанса:

Солдат просят ломать ступеньки при пересечении моста. Это можно объяснить следующим образом

солдат маршируя по мосту, делайте шаги с определенной частотой и заставляйте мост двигаться вибрировать с частотой шагов.

Если вынужденная частота на мосту равна собственной частоте вибрации моста, мост приводится в резонансные колебания.

Из-за резонанса мост вибрирует с большей амплитудой и за счет этого может крах.

Из-за ритмичных хлопков зрителей крыша стадиона может обрушиться. Это можно объяснить следующим образом

Когда зрители ритмично хлопают, они делают это с определенной частотой и заставляют вибрировать крышу стадиона с частотой хлопков.

Если вынужденная частота на крыше стадиона равна собственной частоте вибрация крыши стадиона, крыша стадиона приводится в резонанс вибрации.

Из-за резонанса крыша стадиона вибрирует с большей амплитудой и из-за этого может рухнуть.

Когда скорость самолета увеличивается, его части начинают вибрировать. что опасно для конструкции самолета.

Эксперимент с резонансной трубой для определения Скорость звука в воздухе:

Металл трубку, открытую с обоих концов, погружают в высокий стеклянный сосуд, наполненный водой. Таким образом, между открытым концом металлической трубки и поверхность воды. Длина столба воздуха, который замыкается поверхность воды на нижнем конце, можно варьировать, поднимая или опуская металл трубка. Камертон приводят в колебание и подносят к горлышку. трубки так, чтобы ее плечи колебались параллельно оси трубки. То продольная волна, начиная с камертона, распространяется по длине столб воздуха и отражается обратно от поверхности воды.То падающая и отраженная волны интерферируют, образуя стационарную волну.

Молекулы воздуха, соприкасаясь с поверхностью воды, остаются в покое. Поэтому закрытый конец становится узлом. Молекулы воздуха вблизи горловины трубки колеблются с максимальной амплитудой. Поэтому открытый конец становится пучностью. Частоту воздушного столба можно менять, регулируя его длину. Когда его частота становится такой же, как частота вилки, происходит резонанс, и слышен громкий звук.

Если длина столба воздуха увеличена с небольшой величины, первый резонанс возникает, когда есть узел на закрытом конце и пучность на открытом конце, без других узлов или пучностей между ними. Поэтому длина воздуха столбец l = λ/4

∴ λ = 4  л

Из-за резонанса частота воздушного столба такая же, как и у вилки. Теперь скорость звука определяется выражением v = nλ

.

∴ v =   4 n  l

Конечная коррекция:

Это было Реньо показал, что пучность образуется не точно на открытом конце, а на расстоянии 0.3 d над открытым концом, где d — внутренний диаметр трубка. Это дополнительное расстояние, называемое конечной коррекцией, необходимо, так как волна немного распространяется, прямо над открытым концом, и частицы воздуха чуть снаружи открытого конца также приходят в колебание.

∴ исправлено длина = л + 0,3d

Отсюда скорость звука в воздухе при комнатной температуре составляет

В = nλ = 4n ( л  + 0.3г)

Отсюда, зная n, l, и d, определяется скорость звука в воздухе.

Предыдущая тема: Колебания воздушного столба

Для получения дополнительных тем по физике нажмите здесь

Наука > Физика > Стационарные волны > Резонанс

Польза, вред и экономическая эффективность, связанные с магнитно-резонансной томографией перед биопсией при скрининге рака предстательной железы с учетом возраста и риска

Важность: Если магнитно-резонансная томография (МРТ) смягчит гипердиагностику рака предстательной железы и улучшит выявление клинически значимых случаев, можно рассмотреть возможность включения МРТ в программу скрининга рака предстательной железы.

Цель: Оценить соотношение польза-вред и экономическая эффективность, связанные с МРТ перед биопсией, по сравнению со скринингом рака предстательной железы с биопсией с использованием стратегий скрининга на основе возраста и риска.

Дизайн, постановка и участники: Эта аналитическая модель принятия решений использовала подход таблицы дожития и проводилась в период с декабря 2019 года по июль 2020 года.Гипотетическая когорта из 4,48 млн мужчин в Англии в возрасте от 55 до 69 лет была проанализирована и наблюдалась до 90-летнего возраста.

Выдержки: Отсутствие скрининга, возрастного скрининга и скрининга с стратификацией риска в гипотетической когорте. Возрастной скрининг состоял из скрининга простатического специфического антигена каждые 4 года в возрасте от 55 до 69 лет. При скрининге с стратификацией риска использовались возрастные и полигенные профили риска.

Основные результаты и меры: Были проанализированы соотношение пользы и вреда (смертность от рака предстательной железы, годы жизни с поправкой на качество, гипердиагностика и биопсии) и рентабельность (чистая денежная выгода с точки зрения системы здравоохранения). Как возрастной, так и стратифицированный по риску скрининг оценивали с использованием диагностического пути «сначала биопсия» и «сначала МРТ». Результаты были получены на основе вероятностного анализа и дисконтированы на 3 балла.5% годовых.

Результаты: Гипотетическая когорта включала 4,48 миллиона мужчин в Англии в возрасте от 55 до 69 лет (медиана 62 года). По сравнению со скринингом по возрасту, основанным на биопсии, МРТ-скрининг был связан с 0,9% (1368; 95% интервал неопределенности [UI], 1370-1409) меньшим количеством смертей от рака предстательной железы, 14,9% (12 370; 95). % UI, 11 100–13 670) меньше гипердиагностик и 33.На 8% (650 500; 95% UI, 463 200–907 000) меньше биопсий. При 10-летнем пороговом уровне абсолютного риска 2% и 10% МРТ-скрининг со стратификацией риска был связан с 10,4% (7335; 95% UI, 6630-8098) и 72,6% (51 250; 95% UI, 46). 070-56 890) меньше гипердиагностированных раков, соответственно, и на 21,7% меньше МРТ (412 100; 95% UI, 411 400-412 900) и на 53,5% меньше биопсий (1 016 000; 95% UI, 1 010 000-1). 022 000) соответственно по сравнению с МРТ-первым возрастным скринингом. Наиболее экономически эффективными стратегиями при пороговых значениях готовности платить в 20 000 фунтов стерлингов (26 000 долларов США) и 30 000 фунтов стерлингов (39 000 долларов США) за год жизни с поправкой на качество были МРТ-скрининг со стратификацией риска в 10 лет. год абсолютный порог риска 8.5% и 7,5% соответственно.

Выводы и актуальность: В этой аналитической модели принятия решений гипотетической когорты диагностический путь МРТ-сначала был связан с улучшением соотношения польза-вред и экономической эффективности скрининга рака предстательной железы по сравнению со скринингом с биопсией. Эти улучшения были более значительными при использовании скрининга с стратификацией риска на основе возраста и полигенного профиля риска и могут потребовать проспективной оценки.

Зоопарк пиков нелинейного резонанса

Abstract

В колеблющихся механических системах нелинейность отвечает за отклонение от пропорциональности между силами, поддерживающими их движение, и результирующей амплитудой колебаний. Такой эффект может иметь как полезные, так и вредные последствия в широком классе технологических приложений, от микроэлектромеханических устройств до строительных конструкций. Зависимость частоты колебаний от амплитуды, в частности, ставит под угрозу использование нелинейных генераторов при проектировании электронных компонентов хронометража.Однако нелинейность сама по себе может противодействовать этому отрицательному отклику, запуская резонансное взаимодействие между различными модами колебаний, которое передает избыток энергии в основном колебании высшим гармоникам и, таким образом, стабилизирует его частоту. В этой статье мы исследуем модель внутреннего резонанса в вибрирующей упругой балке, зажатой с двух концов. В этом случае нелинейность возникает в виде восстанавливающей силы, пропорциональной кубу амплитуды колебаний, которая вызывает резонанс между модами, частоты которых находятся в соотношении, близком к 1:3.Модель основана на представлении резонансных мод в виде двух осцилляторов Дуффинга, связанных посредством кубических взаимодействий. Наше внимание сосредоточено на иллюстрации разнообразия поведения, которое внутренний резонанс вызывает в динамическом отклике системы, в зависимости от детальной формы сил связи. Математическая обработка модели разработана на нескольких уровнях аппроксимации. Намечается качественное сравнение наших результатов с предыдущими экспериментами и численными расчетами на упругих балках.

Образец цитирования: Мангусси Ф., Занетт Д.Х. (2016) Внутренний резонанс в вибрирующей балке: зоопарк пиков нелинейного резонанса. ПЛОС ОДИН 11(9): е0162365. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162365

Редактор: Джун Ма, Ланьчжоуский технологический университет, КИТАЙ

Поступила в редакцию: 18 мая 2016 г.; Принято: 22 августа 2016 г.; Опубликовано: 20 сентября 2016 г.

Copyright: © 2016 Mangussi, Zanette.Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Наша статья сообщает о теоретической работе и, как таковая, не использовала количественные экспериментальные данные, которые были бы потенциально необходимы для воспроизведения наших результатов. Методология и математические формулы, необходимые для получения наших результатов, уже являются частью рукописи.

Финансирование: Эта работа была поддержана Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (URL: www.agencia.mincyt.gob.ar), номер гранта PICT 2014-1611. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Вибрирующие материальные объекты различных видов и форм использовались для создания и демонстрации колебательных явлений с незапамятных времен.Самыми древними музыкальными инструментами в археологических записях, которым более 40 000 лет, являются флейты [1], которые производят звук от колебаний столба воздуха, заключенного внутри трубки. Монохорд – натянутая струна контролируемой длины и натяжения – широко применялся для изучения математических отношений консонанса между тонами в традиционной западной теории музыки, предположительно, начиная с Пифагора [2]. Упругие деформации защемленных сплошных балок, которые являются важными частями любой строительной конструкции, были впервые обсуждены с современной научной точки зрения примерно в середине восемнадцатого века Эйлером и Бернулли, что представляет собой ранний вклад в механику сплошной среды [3].Гораздо позже, в области микро- и нанотехнологий, мельчайшие вибрирующие кварцевые балки, зажатые с двух концов (зажатые-зажатые, или cc-лучи), были предложены для замены кристаллов кварца в качестве кардиостимуляторов в конструкции компонентов хронометрии (часов). ) в составе миниатюрных устройств [4–6]. Применительно к кристаллам кварца преимущества этих микромеханических генераторов варьируются от простоты изготовления до низкого энергопотребления при эксплуатации.

Линейная теория упругости работает в предположении, что при малой амплитуде колебаний восстанавливающая сила, действующая на балку, пропорциональна самой амплитуде [7]. Аналогично, при действии внешней силы амплитуда пропорциональна величине силы. Однако линейный отклик нарушается, когда балка приводится в вибрацию с достаточно большими амплитудами. В этой ситуации восстанавливающая сила на с-с балке приобретает кубические члены, пропорциональные третьей степени амплитуды [8, 9]. Стандартной моделью кубической нелинейности в механическом колебательном движении является уравнение Дуффинга, впервые предложенное в 1918 г. немецким инженером Георгом Дуффингом [10] и систематически изучавшееся как источник нелинейных явлений в диапазоне от гистерезиса до хаоса [10]. 11].

Чтобы преодолеть влияние электронных и тепловых шумов, микромеханические генераторы должны вибрировать с большими амплитудами, поэтому хорошо работают в нелинейном режиме [12]. Это условие вызывает вредный амплитудно-частотный (или а-f) эффект [13, 14]: в отличие от линейного осциллятора, частота которого не зависит от амплитуды, в его нелинейном аналоге частота и амплитуда, как правило, взаимозависимые величины. Это означает, что изменение амплитуды, вызванное, например, неконтролируемыми колебаниями движущей силы, вызывает изменение частоты.В часах, в свою очередь, это изменение приводит к неточности в отсчете времени.

Другим влиянием нелинейности на динамику вибрирующих балок, которое является основным явлением, рассматриваемым в этой статье, является внутренний резонанс [15]. Как известно, протяженный упругий объект может проявлять различные виды вибрации, называемые модами колебаний, которые отличаются друг от друга характером деформации и частотами [7]. В чисто линейном осцилляторе каждая из этих мод может возбуждаться отдельно, например, под действием внешней силы, оставляя все остальные моды в покое.Нелинейность, с другой стороны, связывает различные моды колебаний друг с другом таким образом, что возбуждение одной из них влечет за собой передачу энергии другим модам, таким образом создавая сложную комбинацию колебательных моделей. Если, кроме того, частоты двух таких мод взаимно синтезируются, то соответствующие колебания могут синхронизироваться друг с другом, резко усиливая передачу энергии между ними и таким образом реализуя внутренний резонанс. Кубическая нелинейность вызывает внутренний резонанс, когда отношение частот между двумя модами близко к трем.В недавней серии экспериментов с микромеханическими нелинейными осцилляторами c-c было показано, что при наличии внутреннего резонанса частота колебаний может быть резко стабилизирована по отношению к колебаниям амплитуды [16, 17]. Как следствие, эффект a-f, упомянутый в предыдущем абзаце, нейтрализуется в широком диапазоне условий эксплуатации. Примечательно, что в этой ситуации нелинейные эффекты разной природы компенсируют друг друга в пользу таких приложений, как проектирование хронометрических устройств.

Здесь мы исследуем стационарный отклик основной моды вблизи резонанса 1:3 с модой высшей гармоники с помощью модели, состоящей из двух связанных осцилляторов, каждый из которых представляет моду [18]. Соотношение частот 1:3, по сути, является первичным резонансом, индуцированным кубическими силами из-за тройных частотных составляющих, возникающих при возведении гармонической функции в третью степень [19]. Модель, качественно представленная в начале следующего раздела и математически сформулированная в разделе «Методы», допускает различные функциональные формы сил связи между двумя модами.Таким образом, он может описывать несколько различных откликов на внутренний резонанс, вероятно, связанных с вибрирующими балками различной геометрии, материалов и конструкции. Кроме того, модель может быть непосредственно расширена для анализа внутреннего резонанса для отношений частот, отличных от 1:3. Хотя исчерпывающее исследование параметров, определяющих связь, практически невозможно, после изучения многочисленных комбинаций значений параметров мы выбрали репрезентативный набор случаев, иллюстрирующих наиболее частые виды поведения.Эти результаты, полученные из нашей математической формулировки с помощью численных средств, представлены в основной части следующего раздела.

В нашем докладе основное внимание уделяется взаимосвязи между амплитудой колебаний, частотой и фазой основной моды. Фактически экспериментально это наиболее доступные величины, характеризующие стационарную динамику системы [16, 20]. Математическая формулировка, разработанная в разделе «Методы», также дает инструменты для получения динамики высших гармоник.Более того, при подходящих предположениях эта формулировка позволяет получить явные алгебраические выражения, дающие приближенное, аналитически приемлемое описание внутреннего резонанса. В заключительном разделе мы суммируем наш вклад и указываем на предыдущую работу, в которой резонансные явления, подобные представленным здесь для модели с двумя осцилляторами, наблюдались в экспериментах и ​​численных расчетах на реальных с-с-пучках.

Модель

и результаты

Модель с двумя осцилляторами для внутреннего резонанса

В экспериментах с микромеханическими генераторами с-с-лучами наблюдался внутренний резонанс между основной модой колебаний и модой высшей гармоники, частота которой в три раза превышает частоту основной моды [16].Картина колебаний основной моды поперечная, напоминающая щипковую одномерную струну. С другой стороны, при более высоких гармонических колебаниях становятся важными размеры, перпендикулярные длине балки, и деформация крутильная. В экспериментальной установке осциллятор возбуждается периодической силой, приложенной через электрическую цепь. Если из-за нелинейного отклика на вынуждающую силу частота основной моды достигает одной трети частоты высшей гармоники, имеет место внутренний резонанс.

Чтобы смоделировать это поведение, мы представляем две моды колебаний как два взаимно связанных одномерных осциллятора Дуффинга, подверженных линейному демпфированию и периодическим движущим силам (см. Методы). Соотношение между собственными частотами двух генераторов ниже 1:3. Связь между осцилляторами моделируется общей кубической силой, то есть с той же степенью нелинейности, что и восстанавливающая сила Дуффинга, состоящей из нескольких вкладов, пропорциональных разным степеням двух амплитуд колебаний.Кубическая нелинейность обеспечена, если степени двух амплитуд в каждом вкладе составляют в сумме 3,

.

Когда система достигает стационарного движения, два осциллятора и движущая сила синхронизируются таким образом, что частоты основного модового осциллятора и силы идентичны и точно равны одной трети частоты осциллятора высшей гармоники. Таким образом, стационарные колебания характеризуются частотой движущей силы и, кроме того, амплитудами и фазами двух осцилляторов.Как обсуждалось в разделе «Методы», эти пять величин связаны четырьмя алгебраическими соотношениями, так что только одна из них может независимо изменяться как управляющий параметр. В (разомкнутой) конфигурации, традиционно рассматриваемой при изучении механических нелинейных осцилляторов, движущая сила приложена как управляемое извне воздействие на систему [21]. При этом управляющим параметром является частота силы, которая «копируется» колебаниями основной моды и утраивается модой высшей гармоники.С другой стороны, в (замкнутой) самоподдерживающейся конфигурации, используемой в конструкции часов, сигнал, создаваемый самим генератором, повторно подается в качестве движущей силы после сдвига его фазы и фиксации его амплитуды [22, 23]. В отличие от разомкнутой установки параметром, контролируемым экспериментатором, в этой ситуации является разность фаз между силой и основной модой, а стационарная частота колебаний подстраивается под это управление. Хотя алгебраическая связь между частотой, амплитудой и фазой одинакова в обеих конфигурациях, свойства устойчивости каждого вида стационарных колебаний могут меняться в зависимости от контролируемого параметра [17].

Стационарные колебания без внутреннего резонанса

Рис. 1 иллюстрирует взаимозависимость амплитуды, частоты и фазы осциллятора основной моды при отсутствии его связи с модой высшей гармоники. На левой панели показана амплитуда стационарных колебаний как функция расстройки между частотой движущей силы и собственной частотой основной моды (подробное определение этих величин см. в разделе Методы). Это известный «наклоняющийся» резонансный пик вынужденного осциллятора Дуффинга [11], т.е.э., аналог «прямого» резонансного пика его линейного аналога. Случай, показанный на рис. 1, соответствует усиливающейся нелинейности, когда амплитуда растет при увеличении положительной расстройки [15]. Это, по сути, вид нелинейности, связанный с основной модой колебаний с-с-балки [8, 9]. Наиболее характерной особенностью пика резонанса Дуффинга является наличие диапазона частот, в котором для каждой частоты существуют три амплитуды. В разомкнутой конфигурации, где частота движущей силы регулируется, колебания, амплитуды которых показаны сплошными и пунктирными линиями, соответственно являются устойчивыми и неустойчивыми.Светло-серая кривая показывает так называемую основу резонансного пика [15], приближение, которое, как мы покажем ниже, помогает оценить эффекты взаимодействия с высокочастотным осциллятором вблизи внутреннего резонанса. Формулировка магистрального приближения обсуждается в разделе «Методы».

Рис. 1. Взаимозависимость между амплитудой, частотой и фазой при отсутствии внутреннего резонанса.

Слева: зависимость амплитуды колебаний от расстройки частоты.Сплошные и пунктирные линии соответствуют устойчивым и неустойчивым колебаниям в разомкнутой конфигурации соответственно. Светло-серая кривая соответствует магистральному приближению. Справа: расстройка частоты по сравнению с фазовым сдвигом. Сплошные и пунктирные линии соответствуют тем же свойствам устойчивости, что и на левой панели. Единицы амплитуды и частоты произвольные, а фазовый сдвиг изменяется в интервале (0, π ). Значения параметров, использованных для получения кривых, приведены в табл. 1.

https://дои.org/10.1371/journal.pone.0162365.g001

На правой панели рис. 1 показано соотношение между частотной расстройкой и фазовым сдвигом между движущей силой и основной модой, определяемое как величина, на которую фаза движущей силы предшествует Фаза основного режима. Для облегчения сравнения двух панелей сплошные и пунктирные линии на обеих соответствуют одним и тем же стационарным колебаниям. Однако справа мы отложили фазовый сдвиг по горизонтальной оси, чтобы подчеркнуть его связь с частотой в конфигурации с обратной связью, где параметром управления является фазовый сдвиг.Это представление станет полезным при обсуждении стабилизации частоты за счет внутреннего резонанса. В отличие от схемы без обратной связи, в конфигурации с обратной связью все стационарные состояния, показанные на рисунке, устойчивы [22, 23] (ниже различия в устойчивости в конфигурации с обратной связью показаны разными цветами).

Внутренний резонанс с линейной модой высших гармоник

Сначала рассмотрим случай, когда не учитывается кубическая нелинейность Дуффинга в осцилляторе высшей гармоники, а именно, мы предполагаем, что восстанавливающая сила высшей гармоники является линейной.Это предположение использовалось при описании внутреннего резонанса в микромеханических осцилляторах [16] и позволяет расширить упомянутое выше магистральное приближение (см. Методы). С другой стороны, по мере продвижения связь между двумя осцилляторами будет описываться общими кубическими терминами.

Во всех рассмотренных ниже случаях осциллятор высшей гармоники испытывает силу связи, пропорциональную кубу амплитуды основной моды. Из уравнений движения видно, что изменение знака этой силы не влияет на амплитуды колебаний, а лишь добавляет фиксированную величину, равную π , к фазе колебания высшей гармоники.По аналогии с рис. 1 и 2 показаны амплитуда основной моды как функция частотной расстройки между вынуждающей силой и основной модой (слева) и частотная расстройка как функция фазового сдвига (справа), когда основная мода на осциллятор действует сила связи, пропорциональная амплитуде высшей моды и квадрату амплитуды основной моды. Строки А и В соответствуют силам связи противоположного знака.

Рис. 2. Внутренний резонанс с линейной модой высших гармоник (I).

В этом случае сила связи, действующая на осциллятор основной моды, пропорциональна амплитуде высшей моды и квадрату амплитуды основной моды. Строки А и В соответствуют противоположным знакам этой силы связи. Сплошные и пунктирные (соответственно темно- и светло-зеленые) линии соответствуют устойчивым и неустойчивым колебаниям в разомкнутой (соответственно замкнутой) конфигурации. Стрелки в строке A отмечают сегменты кривой, на которые имеются ссылки в тексте. Светло-серая кривая — аппроксимация остова.Соответствующие параметры приведены в таблице 1.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162365.g002

Как и на рис. 1, сплошные и пунктирные линии на рис. 2 соответствуют устойчивым и неустойчивым стационарным колебаниям в разомкнутой конфигурации. Кроме того, теперь темно- и светло-зеленые кривые обозначают соответственно устойчивые и неустойчивые колебания в конфигурации с обратной связью. Заметим, что неустойчивое колебание в одной из конфигураций может быть устойчивым в другой, и наоборот.Например, на левой панели рис. 2А полный светло-зеленый участок, отмеченный стрелкой, соответствует устойчивым (соответственно неустойчивым) колебаниям в разомкнутой (соответственно замкнутой) конфигурации. На правой панели стрелка указывает на те же колебания, но теперь в представлении расстройки частоты и фазового сдвига.

Сравнивая рис. 1 и 2, мы видим, что основным эффектом взаимодействия двух осцилляторов является появление щели в резонансном пике основной моды.Положение зазора совпадает с расстройкой, при которой частота основной моды достигает одной трети частоты высшей гармоники (см. параметры в табл. 1), реализуя таким образом внутренний резонанс. Отметим также, что силы связи разного знака вызывают противоположные деформации вершины по обеим сторонам зазора. Вне щели эти деформации в обоих случаях хорошо описываются магистральным приближением, изображенным светло-серой кривой.

Правая часть рис. 2А иллюстрирует явление стабилизации частоты, вызванное внутренним резонансом, который противодействует эффекту a-f, наблюдаемому в экспериментах [16, 17, 24].Действительно, существует широкий интервал фазовых сдвигов, когда частота выходит на плато, изменяясь гораздо меньше, чем когда внутренний резонанс не возникает (см. правую часть рис. 1). В замкнутой конфигурации, где управляющим параметром является фазовый сдвиг, работа в пределах плато гарантирует, что система совершает устойчивые колебания с практически постоянной частотой. Их амплитуда лежит в нижней части резонансного пика, на границе внутренней резонансной щели. Между тем, для противоположного знака силы связи (рис. 2B) развиваются два более широких параллельных плато — обратите внимание, что здесь фазовый сдвиг изменяется в (− π , π ).При этом устойчивые колебания лежат на верхнем плато, на «острове» большой амплитуды резонансного пика.

На рис. 3 показан внутренний резонанс в случае, когда сила связи на осцилляторе основной моды пропорциональна его собственной амплитуде и квадрату амплитуды высшей гармоники. Строки А и В соответствуют силам разных знаков. В случае рис. 3А резкая деформация резонансного пика в сторону более высоких амплитуд по обеим сторонам внутреннего резонансного зазора (левая панель) связана с очень плоским плато частоты как функции фазового сдвига (правая панель). .В этом случае стабилизация частоты, вызванная внутренним резонансом, даже более эффективна, чем в случае, рассмотренном на рис. 2А. С другой стороны, как показано на рис. 3В, изменение знака силы связи меняет направление деформации на противоположное и, что более примечательно, не приводит к возникновению внутреннего резонансного зазора. В обоих случаях направление деформации хорошо улавливается магистральным приближением.

Рис. 3. Внутренний резонанс с линейной модой высшей гармоники (II).

Как на рис. 2, когда сила связи, действующая на осциллятор основной моды, пропорциональна его собственной амплитуде и квадрату амплитуды высшей гармоники.

https://doi.org/10.1371/journal. pone.0162365.g003

Значительная модификация предыдущей ситуации возникает, если в дополнение к силе связи, действующей на осциллятор основной моды, действует сила, пропорциональная амплитуде высшей гармоники. а к квадрату амплитуды основной моды прикладывается осциллятор высшей гармоники.Его последствия показаны на рис. 4. При сравнении с рис. 3 очевидны два эффекта. Во-первых, происходит сдвиг расстройки частоты, при которой имеет место внутренний резонанс, в сторону меньших значений на рис. 4А и больших значений на рис. 4В. Во-вторых, в обоих случаях деформации резонансного пика изгибаются влево, в сторону меньшей расстройки. В то же время плоское плато на левой панели рис. 3А искажается, а стабилизация частоты значительно ухудшается.

Рис. 4. Внутренний резонанс с линейной модой высшей гармоники (III).

Как на рис. 3, с добавлением силы связи, действующей на осциллятор высшей гармоники. Эта дополнительная сила пропорциональна амплитуде высшей гармоники и квадрату амплитуды основной моды.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162365.g004

Эффекты этой дополнительной силы связи в осцилляторе высшей гармоники можно понять, принимая во внимание ее пропорциональность самой амплитуде высшей гармоники. Любая дополнительная линейная сила, действующая на осциллятор, будет эффективно изменять его собственную частоту, которая определяется линейной восстанавливающей силой, тем самым изменяя частоту, при которой осциллятор с более высокой гармоникой может синхронизироваться с основной модой.Направление этого сдвига зависит от знака силы, но его величина также определяется амплитудой основной моды. Сдвиг, таким образом, изменяется вдоль резонансного пика, что объясняет искривление внутренних резонансных деформаций. Это также объясняет, почему при такой связи нарушается стабилизация частоты, поскольку сила связи изменяет частоту колебаний. С точки зрения динамических состояний, доступных двухосцилляторной системе, следует отметить, что изгиб некоторых участков резонансного пика вблизи внутреннего резонанса создает интервалы расстройки частоты, в которых стационарные колебания – как устойчивые, так и неустойчивые – с частотой до сосуществуют до семи различных амплитуд.

Результаты, представленные на рис. 1–4, были получены для фиксированного значения амплитуды движущей силы. Рис. 5 иллюстрирует эффект изменения этого параметра. На рис. 5А мы видим, что при отсутствии внутреннего резонанса постепенно увеличивающаяся сила возбуждения (от светло- до темно-зеленых кривых) расширяет резонансный пик и сдвигает его самую высокую точку в сторону большей расстройки частоты. Обратите внимание, что магистральная аппроксимация одинакова для всех кривых, поскольку она не зависит от амплитуды движущей силы (см. Методы).На рис. 5Б и 5С показаны крупные планы зоны внутреннего резонансного зазора при увеличении вынуждающей силы в случаях, рассмотренных на рис. 2А и 3А соответственно. В обоих из них результирующим эффектом является закрытие щели, когда сила достигает достаточно большого значения. Таким образом, движущая сила эффективно конкурирует с силами связи, ответственными за внутренний резонанс. Как и ожидалось из результатов, показанных на рис. 5А, закрытие щели сочетается с расширением резонансного пика. Это расширение также видно на рис. 5D, что соответствует случаю, изображенному на рис. 3B.

Рис. 5. Зависимость внутреннего резонанса от амплитуды вынуждающей силы.

На всех панелях большие амплитуды силы показаны с более темными оттенками зеленого (см. параметры в таблице 2), а различия в стабильности не учитываются. (A) Влияние увеличения силы на резонансный пик при отсутствии внутреннего резонанса. (B,C,D) Влияние на внутренний резонансный зазор для случаев, рассмотренных на рис. 2A, 3A и 3B соответственно.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0162365.g005

Внутренний резонанс с нелинейной модой высших гармоник

Результаты экспериментов с микромеханическими осцилляторами c-c не свидетельствуют о том, что нелинейное поведение в режиме высших гармоник играет какую-либо решающую роль в возникновении внутреннего резонанса, но они действительно показывают, что кубическая нелинейность действительно присутствует в динамике высших гармоник [16]. Кроме того, в экспериментах оказывается, что нелинейность высших гармоник смягчается, а амплитуда колебаний уменьшается с ростом частоты.Смягчающая нелинейность была обнаружена также в определенных диапазонах параметров в конечно-элементных численных расчетах для вибрирующих с-с балок [25].

Наши результаты для стационарных колебаний в двухосцилляторной модели показывают, что даже при относительно больших значениях коэффициента Дуффинга в осцилляторе высшей гармоники (до десяти раз больше, чем для основной моды; см. Методы) не происходит качественных изменений. наблюдается в отклике генератора основной моды, пока амплитуда движущей силы остается умеренной.С другой стороны, при увеличении вынуждающей силы резонансная кривая вблизи внутреннего резонансного зазора может сильно искажаться.

Этот эффект проиллюстрирован на рис. 6, где мы представляем крупные планы зазора для различных вариантов выбора параметров и увеличения значений амплитуды движущей силы (кривые от светло- до темно-зеленого). Высшая гармоническая кубическая нелинейность смягчается. Последовательные ряды соответствуют случаям с теми же силами связи, что и на рис. 2 и 3. Мы видим, что по мере увеличения вынуждающей силы резонансные кривые могут искривляться и образовывать складочки, которые в определенных частотных интервалах означают появление нескольких новых возможных значения амплитуды.В то же время в рядах от A до C две ветви с каждой стороны зазора сближаются, делая зазор уже. Однако в то время как в А и В они взаимно накладываются при достаточно больших движущих силах, они не могут соединиться друг с другом (см. рис. 5В). Разрыв в частотной расстройке исчез, но непрерывности решений по этим частотам нет. Отметим дополнительно, что для нелинейности высших гармоник, рассматриваемой в этих случаях, обычно отсутствует стабилизация частоты за счет внутреннего резонанса.

Рис. 6. Внутренний резонанс с нелинейной модой высших гармоник: влияние движущей силы.

На всех панелях показана зона внутреннего резонансного зазора, причем кривые для большей амплитуды силы показаны все более темными оттенками зеленого (см. параметры в таблице 3). Различия в стабильности не учитываются. Ряды от A до D соответственно соответствуют силам сцепления, рассмотренным на фиг. 2A и 2B и 3A и 3B.

https://doi.org/10.1371/журнал.pone.0162365.g006

Методы

Математическая формулировка модели с двумя осцилляторами

Далее мы описываем математические инструменты, использованные для получения результатов, представленных на рис. 1–6. Как было показано в предыдущем разделе, наша модель состоит из двух связанных осцилляторов Дуффинга [18]. Подчеркнув, что они представляют собой две формы колебаний, соотношение частот которых близко к 1:3, обозначим их координаты соответственно х 1 ( t ) и х 3 ( t ).Уравнение движения для основного модового осциллятора имеет вид (1) а для осциллятора высшей гармоники (2) где ω 1 и ω 3 — соответствующие собственные частоты; Коэффициенты α I , β β I и γ I ( I = 1, 3) Вес различные кубические силы, действующие на генераторах. В частности, γ 1 и γ 3 дают кубические коэффициенты Дуффинга, характерные для каждого осциллятора. Предполагается, что движущая сила, действующая на два осциллятора с амплитудами f 1 и f 3 , имеет частоту Ω и появляется с общим фазовым сдвигом θ 3 и представляет собой уравнение для x 3 . Заметим, что все эти силы, а также демпфирование нормированы эффективными массами осцилляторов.Как правило, силы связи, появляющиеся в уравнениях (1) и (2), не могут быть получены из потенциала взаимодействия и, следовательно, не связаны с законом сохранения механической энергии. Однако потенциал взаимодействия существует, когда коэффициенты членов связи удовлетворяют тождествам 1 / ρ 3 .

Предмножитель ϵ в правой части уравнений (1) и (2) формально введен как малый параметр, а это означает, что все силы, умноженные на ϵ , считаются малыми по сравнению с линейной упругой усилие в левой части. Это предположение сделано для применения многомасштабного приближения к уравнениям (1) и (2) следующим образом [15, 24].

Ожидается, что решения уравнений (1) и (2) будут зависеть от времени в двух разных масштабах. С одной стороны, мы имеем относительно быстрые колебания с частотами того же порядка, что и ω 1 , ω 3 и Ω . С другой стороны, амплитуды и фазы колебаний изменяются медленнее, что позволяет многим колебаниям происходить в пределах их типичных масштабов эволюции.Это разделение масштабов реализуется в низшем порядке приближения путем предложения решений вида (3) где быстрая переменная τ 0 t совпадает с обычным временем t , а медленная переменная τ 1 = ϵt . Амплитуды A i и фазы φ i ( i = 1, 3) зависят только от τ 19004.При этом будем считать, что частоты, входящие в уравнения движения, отличаются друг от друга на величины порядка ϵ , а именно (4) Таким образом, σ 1 и σ 3 измеряют расстройку между движущей силой и осциллятором высшей гармоники по отношению к собственной частоте основной моды.

Многомасштабное приближение происходит путем разложения уравнений движения по степеням ϵ . Уравнения для амплитуд и фаз находятся из требования обнуления вековых вкладов в быстрые колебания [15].В первом значимом порядке эта процедура дает (5) где простые числа являются производными по медленной переменной τ 1 . Для удобства мы представили φ 1 4 = Σ = 1 τ 1 Φ 1 и φ 3 = Σ 3 τ 1 + φ 3 − 3 φ 1 , которые представляют собой фазовые сдвиги движущей силы и осциллятора высшей гармоники по отношению к осциллятору основной моды.Отметим, что члены с коэффициентами ρ 1 и ρ 3 , а также сила на осцилляторе высшей гармоники не дают вклада в динамику при этом порядке аппроксимации.

Явный вид в уравнении (5) зависит от рассматриваемой рабочей установки. В конфигурации без обратной связи частота движущей силы фиксирована, и поэтому σ 1 является константой, что подразумевает . С другой стороны, в конфигурации с обратной связью фазовый сдвиг между силой и генератором основной моды фиксирован, а частота силы изменяется.Следовательно, . Что касается , то, поскольку σ 3 постоянно в обеих конфигурациях, имеем . Это дает и для разомкнутой и замкнутой конфигурации соответственно. Следовательно, в дополнение к неизвестным A 1 , A 3 и ϕ 3 уравнения (5) представляют собой дифференциальные уравнения для ϕ 1

для σ 1 в замкнутой конфигурации. Это различие необходимо учитывать, например, при анализе устойчивости стационарных решений уравнений.

С другой стороны, как упоминалось в предыдущем разделе, стационарные решения одинаковы в обеих конфигурациях. Заменив соответственно и на σ 1 и 3 σ 3 σ 1 , и взяв, получим следующие алгебраические уравнения для стационарных решений: (6) Это уравнения, которые были решены для получения результатов, представленных на рис. 1–6. Решения были найдены численно с использованием стандартного многомерного алгоритма Ньютона-Рафсона [26].В таблицах с 1 по 3 показаны параметры, используемые на каждом рисунке.

Аппроксимация магистральной сети и оценка частотного разрыва

Основная кривая представляет собой аппроксимацию резонансного пика осциллятора Дуффинга, которая схематически воспроизводит его профиль при значительно меньших затратах математической сложности [15]. На левой панели рис. 1 показано, что основная кривая для одиночного вынужденного колебания Дуффинга, уравнение которого имеет вид (7) дает удовлетворительное количественное описание влияния нелинейности на резонансный пик.В этом случае приближение получается, если предположить, что демпфирование и движущая сила пренебрежимо малы по сравнению с восстанавливающими (линейными и кубическими) силами.

Для наших двух связанных осцилляторов магистральное приближение может быть получено в частном случае, когда кубическая восстанавливающая сила осциллятора высшей гармоники отсутствует, γ 3 = 0. В этом случае два последних из уравнения (6) линейны по A 3 , что позволяет сразу получить A 3 как функцию A 1 : (8) с Δ = 3 σ 1 σ 3 .Из тех же уравнений находим (9)

Подставляя уравнения (8) и (9) во второе уравнение (6) и принимая предел f 1 → 0, получаем уравнение более высокого порядка для A 1 . Приближенное решение этого уравнения, в свою очередь, может быть найдено в предположении, что силы связи, действующие на осциллятор основной моды, малы по сравнению с его восстанавливающими силами, что дает (10) где есть не что иное, как магистральная кривая для несвязанной основной моды, уравнение (7).Графики A 1 в зависимости от σ 1 , заданные уравнением (10), представляют собой основные кривые, изображенные на рисунках с 1 по 5.

Наконец, приняв эти результаты за приближение низшего порядка к решению уравнения (6) со второго по четвертое, мы заменим их в первом уравнении и решим для sin ϕ 1 , получив (11) Разрыв частот, вызванный внутренним резонансом, возникает, когда это уравнение не дает (действительного) решения для ϕ 1 , т. е.е. когда (12) Это неравенство выполняется внутри лакуны и не выполняется снаружи.

Заключение

В данной работе рассмотрено стационарное движение системы двух связанных нелинейных осцилляторов, приводимых в движение гармонической силой, где восстанавливающая и связывающая силы являются кубическими функциями амплитуд колебаний. Система задумана как модель взаимодействия между основной модой колебаний и высшей гармонической модой вибрирующей зажато-зажатой упругой балки.Когда отношение собственных частот двух мод близко к 1:3, кубическая нелинейность наиболее эффективно связывает соответствующие колебания, которые синхронизируются друг с другом, и, таким образом, имеет место внутренний резонанс. Недавно был предложен внутренний резонанс как механизм нейтрализации амплитудно-частотной взаимозависимости в микромеханических генераторах [16], что ставит под угрозу их возможное применение в качестве кардиостимуляторов при разработке миниатюрных устройств хронометрии.

Наш акцент был сделан на том, чтобы проиллюстрировать разнообразие поведения, к которому приводит различный выбор параметров, управляющих связью между модами, в стационарном отклике колебаний основной моды, в частности, вблизи внутреннего резонанса. Хотя из-за множества этих параметров систематическое исследование пространства параметров невозможно, выборка случаев, представленных в результатах, обобщает основные эффекты различных форм связи, которые, как показывает более подробный анализ, имеют место. Мы также обратили внимание на влияние изменения силы движущей силы, которая является ключевым параметром управления в приложениях с вибрирующими с-с балками. Наше изложение было ограничено результатами по колебаниям основной моды, которые наиболее легко доступны для экспериментального наблюдения – непосредственно посредством электрических измерений.Однако математическая формулировка, представленная в разделе «Методы», также предоставляет инструменты для изучения динамики высших гармоник.

Важно отметить, что наш подход к динамике cc-пучков основан на детерминированных уравнениях движения, а во введении мы упомянули, что в некоторых приложениях, в частности, связанных с микротехнологиями, шум может играть важную роль в установление условий работы генератора [12–14]. Действие стохастических сил в общем случае можно предсказать, если учесть, что внутренний резонанс является следствием возникновения прямых и обратных седло-узловых бифуркаций [27] в исследуемой динамической системе.Это приводит к возможности того, что его реакция на шум имеет форму одного или нескольких хорошо изученных явлений в стохастических нелинейных системах, начиная от вызванных шумом переходов и заканчивая задержкой бифуркации и стохастической фазовой синхронизацией [28]. Будучи системой принудительно связанных осцилляторов, шум также может способствовать возникновению стохастического резонанса с внешней силой и/или между двумя взаимодействующими модами [29]. Тем не менее, эксперименты с реальными микромеханическими осцилляторами показали устойчивость к шуму в стандартных условиях [16].

Появление бреши на резонансной кривой Дуффинга, разделяющей возможные стационарные колебания системы на две несвязанные ветви, является наиболее очевидным признаком возникновения внутреннего резонанса. Зазор непосредственно наблюдался в зажато-зажатых микромеханических осцилляторах, вибрирующих в конфигурациях с обратной связью [17, 24], а также отвечает за поведение, описанное в экспериментах с разомкнутой обратной связью как с микро-[16], так и с наномеханическими осцилляторами [30, 31].Аналогично, появление «островка» в отклике одиночного вынужденного осциллятора предсказано для субгармонических резонансов, когда частота вынуждающей силы близка к одной трети частоты собственных колебаний [15]. Совсем недавно аналогичные эффекты были обнаружены в родственных системах, таких как вибрирующие электроупругие кристаллы [32] и нелинейные осцилляторы со связью по скорости [33].

Применение модели с двумя осцилляторами для количественной подгонки экспериментальных или численных результатов по вибрации с-с-балки, чего мы здесь не пытались, делает необходимым оценку параметров модели для каждого конкретного случая.Эта оценка, в свою очередь, потребовала бы подробной информации о рассматриваемой установке — например, в эксперименте о конструкции цепей, которые преобразуют механическое движение в электрические сигналы. Более того, в некоторых специфических экспериментах, таких как эксперименты с микромеханическими осцилляторами, существуют огромные количественные различия между действующими силами, например, соотношение между силой упругости и демпфированием достигает 10 5 [16], что приводит к значениям параметров которые отличаются друг от друга на несколько порядков.В такой ситуации работа с уравнениями, полученными с помощью математического подхода, требует более сложных численных алгоритмов, чем те, которые используются в наших расчетах.

С другой стороны, некоторые результаты для нашей системы с двумя осцилляторами находятся в качественном согласии со специфическими формами поведения, наблюдаемыми в защемленных пучках. Например, о закрытии внутреннего резонансного зазора при увеличении движущей силы (см. рис. 5В) сообщалось в экспериментах с микромеханическими осцилляторами [24].Изгиб кривой резонанса Дуффинга вниз вблизи внутреннего резонанса (см. рис. 3B и 4B) ​​также был получен в результате конечно-элементного расчета нелинейных колебаний с-с балки. Профиль резонансной кривой вблизи зазора в случаях, рассмотренных на рис. 5С, является таким же, как давно и последовательно сообщалось как экспериментально, так и теоретически для различных типов вибрирующих конструкций [19, 34, 35]. Эти сходства указывают на универсальность модели с двумя осцилляторами как приблизительного описания взаимодействия мод в системе такого типа.

Благодарности

Авторы признательны Эрнану Пасториза, Даниэлю Лопесу, Дарио Антонио, Себастьяну Арройо, Чаньяо Чену, Дэвиду Чаплевски и Джеффу Гесту за плодотворное сотрудничество и полезные обсуждения.

Вклад авторов

  1. Концептуализация: ФМ ДЗ.
  2. Контроль данных: FM DZ.
  3. Формальный анализ: ФМ ДЗ.
  4. Расследование: ФМ ДЗ.
  5. Методика: ФМ ДЗ.
  6. Ресурсы: ФМ ДЗ.
  7. Программное обеспечение: FM ДЗ.
  8. Валидация: FM DZ.
  9. Визуализация: ФМ ДЗ.
  10. Письмо – первоначальный проект: FM DZ.
  11. Написание – просмотр и редактирование: FM DZ.

Каталожные номера

  1. 1. Хайэм Т., Базелл Л., Якоби Р., Вуд Р., Бронк Рэмси С., Конард Н.Дж. (2012) Тестирование моделей истоков ориньяка и появления изобразительного искусства и музыки: радиоуглеродная хронология Гайсенклёстерле.Дж. Эволюция человека. 62: 664–676.
  2. 2. Гафуриус Ф (1492) Theorica Musicae. Милан: П. Мантегатиум.
  3. 3. Тимошенко С. (1953) История сопротивления материалов. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  4. 4. Экинчи К.Л., Роукс М.Л. (2005)Наноэлектромеханические системы. преподобный наук. Инструм. 76: 061101.
  5. 5. Nguyen CTC (2007) Технология MEMS для управления синхронизацией и частотой. IEEE транс. Ультрасон. Ферроэлектр. Частота Контроль 54: 251–270.пмид:17328323
  6. 6. van Beek JTM, Puers R (2012) Обзор генераторов MEMS для приложений задания частоты и синхронизации. Дж. Микромех. Микроангл. 22: 013001.
  7. 7. Ландау Л.Д., Лифшиц Э.М. (1986). Теория упругости, 3-е изд. Оксфорд: Баттерворт Хайнеманн.
  8. 8. Нарасима Р. (1968) Нелинейные колебания упругой струны. Дж. Саунд Виб. 8: 134–146.
  9. 9. Молтено Т.К., Туфилларо Н.Б. (2004) Экспериментальное исследование динамики струны.Являюсь. Дж. Физ. 72: 1157–1169.
  10. 10. Даффинг Г. (1918) Erzwungene Schwingungen bei Veränderlicher Eigenfrequenz. Брауншвейг: F. Vieweg u. Зон.
  11. 11. Ковачич И., Бреннан М.Дж. (2011) Уравнение Дуффинга: нелинейные осцилляторы и их поведение. Нью-Йорк: Уайли.
  12. 12. Postma HWC, Kozinsky I, Husain A, Roukes ML (2005)Динамический диапазон электромеханических систем на основе нанотрубок и нанопроводов. заявл. физ. лат. 86: 223105.
  13. 13.Агарвал М., Мехта Х., Кэндлер Р.Н., Чандоркар С., Ким Б., Хопкрофт М.А. и др. (2007) Масштабирование нелинейностей амплитудно-частотной зависимости в микрорезонаторах с электростатическим преобразованием. Дж. Заявл. физ. 102: 074903.
  14. 14. Агарвал М., Чандоркар С.А., Мехта Х., Кэндлер Р.Н., Ки Б., Хопкрофт М.А. и др. (2008) Исследование нелинейности электростатической силы в резонансных микроструктурах. заявл. физ. лат. 92: 104106.
  15. 15. Найфех А.Х., Мук Д.Т. (1995) Нелинейные колебания.Нью-Йорк: Уайли.
  16. 16. Антонио Д., Занетт Д.Х., Лопес Д. (2012)Стабилизация частоты в нелинейных микромеханических генераторах. Нац. Комм. 3:806.
  17. 17. Арройо С.И., Занетт Д.Х. (2016)Возвращение к Дуффингу: управление фазовым сдвигом и внутренний резонанс в автономных генераторах. Евро. физ. Дж. Б. 89: 12.
  18. 18. Висвесвара Рао Г., Айенгар Р.Н. (1991)Внутренний резонанс и нелинейный отклик кабеля при периодическом возбуждении. Дж. Саунд Виб.149: 25–41.
  19. 19. Найфе А.Х., Балачандран Б. (1989) Модальные взаимодействия в динамических и структурных системах. заявл. мех. Ред. 42: S175–S201.
  20. 20. Yang Y, Ng E, Polunin P, Chen Y, Strachan S, Hong V, et al (2015) Экспериментальное исследование связи мод в кремниевых МЭМС-резонаторах объемной моды. 28-я Международная конференция IEEE. конф. МЭМС: 1008–1011.
  21. 21. Антонио Д., Чаплевски Д.А., Гест Дж.Р., Лопес Д., Арройо С.И., Занетт Д.Х. (2015)Улучшение синхронизации, вызванное нелинейностью, в микромеханических осцилляторах.физ. Преподобный Летт. 114: 034103. pmid:25659001
  22. 22. Юрке Б., Грейуолл Д.С., Паргеллис А.Н., Буш П.А. (1995) Теория уклонения от шума усилителя в генераторе с нелинейным резонатором. физ. Ред. А 51: 4211–4229. пмид:9

    8
  23. 23. Арройо С.И., Занетт Д.Х. (2014)Синхронизация принудительного самоподдерживающегося осциллятора Дуффинга. Евро. физ. J. Специальные темы 223: 2807–2817.
  24. 24. Мангусси Ф. (2015) Стабилизация частоты микроосцилляторов без линейного срединного внутреннего резонанса, М.наук диссертация, ricabib.cab.cnea.gov.ar/545/
  25. 25. Рибейро П., Петит М. (1999) Нелинейная вибрация балок с внутренним резонансом иерархическим методом конечных элементов. Дж. Саунд Виб. 224: 591–624.
  26. 26. Press WH, Flannery BP, Teukolsky SA, Vetterling (1992) Методы Ньютона-Рафсона для нелинейных систем уравнений, в Numeric Recipes in FORTRAN: The Art of Scientific Computing, 2-е изд., 372–375. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.
  27. 27. Дразин П.Г. (1992) Нелинейные системы. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.
  28. 28. Мосс Ф., МакКлинток PVE, редакторы (1989) Шум в нелинейных динамических системах. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.
  29. 29. Андо Б. , Грациани С., редакторы (2000) Стохастический резонанс: теория и приложения. Бостон: Клувер.
  30. 30. Westra HJR, Poot M, van der Zant HSJ, Venstra WJ (2010)Нелинейные модальные взаимодействия в механических резонаторах с зажимами.физ. Преподобный Летт. 105: 117205. pmid:20867605
  31. 31. Лулла К.Дж., Казинс Р.Б., Венкатесан А., Паттон М.Дж., Армор А.Д., Меллор С.Дж. и др. (2012)Нелинейная модальная связь в наномеханическом резонаторе с двойным зажимом при высоких напряжениях. New J. Phys. 14: 113040.
  32. 32. Киркендалл К.Р., Квон Дж.В. (2016)Мультистабильный внутренний резонанс в электроупругих кристаллах с нелинейно связанными модами. науч. Реп. 6: 22897. pmid:26961749
  33. 33. Хабиб Г., Детру Т., Вигье Р., Кершен Г. (2015) Нелинейное обобщение метода равных пиков Дена Хартога.мех. Сис. Обработка сигналов 52–53: 17–28.
  34. 34. Lee CL, Perkins NC (1992) Нелинейные колебания подвесных тросов с внутренним резонансом два к одному. Нелинейная динам. 3: 465–490.
  35. 35. Чен Л.К., Цзян В.А. (2015) Сбор энергии внутреннего резонанса. ASME J. Appl. мех. 82: 031004.

МРТ брюшной полости и таза

Магнитно-резонансная томография (МРТ) брюшной полости и таза использует мощное магнитное поле, радиоволны и компьютер для получения подробных изображений внутренних органов вашего тела.Его можно использовать для диагностики или мониторинга лечения различных заболеваний брюшной полости и таза. Если вы беременны, МРТ может использоваться для безопасного наблюдения за вами или вашим ребенком.

Сообщите своему врачу о любых проблемах со здоровьем, недавних операциях или аллергии, а также о возможности беременности. Магнитное поле не опасно, но может привести к неисправности некоторых медицинских устройств. Большинство ортопедических имплантатов не представляют опасности, но вы всегда должны сообщать технологу, если в вашем теле есть какие-либо медицинские устройства или металл. Рекомендации по еде и питью перед экзаменом различаются в зависимости от учреждения. Если вам не указано иное, принимайте обычные лекарства, как обычно. Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Вас могут попросить надеть платье. Если у вас клаустрофобия или тревожность, вы можете попросить своего врача выписать перед обследованием легкое седативное средство.

Что такое МРТ брюшной полости и таза?

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это неинвазивный тест, который врачи используют для диагностики заболеваний.

МРТ использует мощное магнитное поле, радиочастотные импульсы и компьютер для получения подробных изображений внутренних структур тела. МРТ не использует радиацию (рентгеновские лучи).

Подробные МРТ-изображения позволяют врачам исследовать тело и выявлять заболевания.

к началу страницы

Каковы некоторые распространенные применения процедуры?

МРТ брюшной полости и таза проводится для оценки:

Врачи используют МРТ для диагностики или мониторинга лечения таких состояний, как:

  • опухоли брюшной полости или таза.
  • заболевания печени, такие как цирроз и аномалии желчных протоков и поджелудочной железы.
  • воспалительное заболевание кишечника, такое как болезнь Крона и язвенный колит.
  • аномальные кровеносные сосуды и воспаленные сосуды (васкулиты).
  • плод в утробе беременной женщины.

к началу страницы

Как мне подготовиться к процедуре?

Вам нужно будет переодеться в больничную одежду.Это необходимо для предотвращения появления артефактов на окончательных изображениях и для соблюдения правил техники безопасности, связанных с сильным магнитным полем.

Рекомендации по еде и питью перед МРТ различаются в зависимости от конкретного исследования и учреждения. Принимайте пищу и лекарства, как обычно, если ваш врач не сказал вам иначе.

В некоторых исследованиях МРТ используется инъекция контрастного вещества. Врач может спросить, есть ли у вас астма или аллергия на контрастное вещество, лекарства, продукты питания или окружающую среду. В исследованиях МРТ обычно используется контрастное вещество, называемое гадолинием.Врачи могут использовать гадолиний у пациентов с аллергией на йодсодержащие контрастные вещества. Вероятность аллергии на гадолиний у пациента гораздо ниже, чем на йодсодержащий контраст. Однако, даже если у пациента имеется известная аллергия на гадолиний, его можно использовать после соответствующей премедикации. Для получения дополнительной информации об аллергических реакциях на гадолиниевое контрастное вещество см. Руководство ACR по контрастным веществам.

Сообщите технологу или радиологу, если у вас есть какие-либо серьезные проблемы со здоровьем или недавние операции.Некоторые состояния, такие как тяжелое заболевание почек, могут означать, что вы не можете безопасно получать гадолиний. Вам может потребоваться анализ крови, чтобы убедиться, что ваши почки функционируют нормально.

Женщины должны всегда сообщать своему врачу и лаборанту, если они беременны. МРТ используется с 1980-х годов, и нет сообщений о каком-либо вредном воздействии на беременных женщин или их будущих детей. Однако ребенок будет находиться в сильном магнитном поле. Поэтому беременным женщинам не следует проходить МРТ в первом триместре, за исключением случаев, когда польза от обследования явно перевешивает любые потенциальные риски.Беременные женщины не должны получать контрастное вещество с гадолинием без крайней необходимости. Дополнительную информацию о беременности и МРТ см. на странице “Безопасность МРТ во время беременности”.

Если у вас клаустрофобия (боязнь замкнутых пространств) или тревожность, попросите своего врача выписать мягкое седативное средство до даты обследования.

Оставьте все украшения и другие аксессуары дома или снимите их перед МРТ. Металлические и электронные предметы не допускаются в экзаменационную комнату.Они могут мешать магнитному полю аппарата МРТ, вызывать ожоги или превращаться в опасные снаряды. Эти предметы включают:

  • ювелирные изделия, часы, кредитные карты и слуховые аппараты, которые могут быть повреждены
  • булавки, шпильки, металлические молнии и аналогичные металлические предметы, которые могут искажать МРТ-изображения
  • съемный стоматологический инструмент
  • ручки, перочинные ножи и очки
  • пирсинг
  • мобильные телефоны, электронные часы и устройства слежения.

В большинстве случаев МРТ безопасно для пациентов с металлическими имплантатами, за исключением нескольких типов. Люди со следующими имплантатами не могут быть просканированы и не должны входить в зону сканирования МРТ без предварительной оценки безопасности:

Сообщите лаборанту, если в вашем теле есть медицинские или электронные устройства. Эти устройства могут мешать проведению исследования или представлять опасность. Ко многим имплантированным устройствам прилагается брошюра, объясняющая риски МРТ для этого устройства. Если у вас есть брошюра, доведите ее до сведения планировщика перед экзаменом.МРТ нельзя проводить без подтверждения и документации типа имплантата и совместимости с МРТ. Вам также следует принести на обследование любую брошюру на случай, если у рентгенолога или лаборанта возникнут вопросы.

Если есть какие-либо вопросы, рентген может обнаружить и идентифицировать любые металлические предметы. Металлические предметы, используемые в ортопедической хирургии, обычно не представляют опасности при проведении МРТ. Однако для недавно установленного искусственного сустава может потребоваться использование другого метода визуализации.

Сообщите лаборанту или радиологу о любых шрапнелях, пулях или других металлических предметах, которые могут быть в вашем теле.Инородные тела вблизи и особенно в глазах очень важны, потому что они могут двигаться или нагреваться во время сканирования и вызывать слепоту. Красители, используемые в татуировках, могут содержать железо и нагреваться во время МРТ. Это редкость. Магнитное поле обычно не влияет на зубные пломбы, брекеты, тени для век и другую косметику. Однако эти предметы могут искажать изображение области лица или мозга. Расскажите о них рентгенологу.

Младенцам и детям младшего возраста обычно требуется седация или анестезия, чтобы выполнить МРТ без движения.Требуется ли вашему ребенку седация, зависит от его возраста, интеллектуального развития и типа обследования. Умеренная и сознательная седация может быть обеспечена во многих учреждениях. Врач или медсестра, специализирующиеся на седации или анестезии у детей, должны быть доступны во время осмотра для безопасности вашего ребенка. Вам будут даны специальные инструкции о том, как подготовить вашего ребенка.

В некоторых больницах работают сертифицированные специалисты по детской жизни, которые оказывают детям и семьям эмоциональную поддержку в медицинских учреждениях.Эти специалисты имеют опыт работы в области детского развития, психологии и консультирования. Они могут подготовить детей к процедурам медицинской визуализации. Это может помочь уменьшить стресс и беспокойство ребенка и даже уменьшить или устранить потребность в седативных средствах.

Спросите своего врача, есть ли в вашем диагностическом центре специалисты по детской жизни.

Многие учреждения предлагают удобные для детей кабинеты визуализации, украшенные фресками и подсветкой, которые могут помочь развлечь и успокоить педиатрических пациентов. Бесшумные методы МРТ и отвлекающие устройства, такие как DVD-очки и музыкальные наушники, могут уменьшить или устранить необходимость в седации во время МРТ.

Новые и усовершенствованные подходы к МРТ позволяют получать высококачественные изображения и сокращают время, которое дети проводят в сканере. Это также может устранить необходимость в седации. Для получения дополнительной информации см. страницу Педиатрическая седация.

к началу страницы

Как выглядит оборудование?

Традиционный аппарат МРТ представляет собой большую цилиндрическую трубку, окруженную круглым магнитом. Вы будете лежать на столе, который скользит в туннель к центру магнита.

Некоторые аппараты МРТ, называемые системами с коротким каналом, сконструированы таким образом, что магнит не окружает вас полностью. Некоторые новые аппараты МРТ имеют отверстие большего диаметра, что может быть более удобным для крупных пациентов или людей, страдающих клаустрофобией. «Открытые» аппараты МРТ открыты по бокам. Они особенно полезны для обследования крупных пациентов или пациентов с клаустрофобией. Открытые установки МРТ могут обеспечить изображения высокого качества для многих типов исследований. Открытая МРТ не может использоваться для некоторых исследований. Для получения дополнительной информации обратитесь к радиологу.

к началу страницы

Как работает процедура?

В отличие от рентгенографии и компьютерной томографии (КТ), при МРТ не используется излучение. Вместо этого радиоволны перестраивают атомы водорода, которые естественным образом существуют в организме. Это не вызывает никаких химических изменений в тканях. Когда атомы водорода возвращаются к своему обычному расположению, они излучают различное количество энергии в зависимости от типа ткани, в которой они находятся. Сканер улавливает эту энергию и создает изображение, используя эту информацию.

В большинстве аппаратов МРТ магнитное поле создается путем пропускания электрического тока через проволочные катушки. Другие катушки находятся внутри аппарата и в некоторых случаях размещаются вокруг изображаемой части тела. Эти катушки посылают и принимают радиоволны, производя сигналы, которые обнаруживаются машиной. Электрический ток не контактирует с пациентом.

Компьютер обрабатывает сигналы и создает серию изображений, на каждом из которых показан тонкий срез тела.Рентгенолог может изучить эти изображения под разными углами.

МРТ часто может определить разницу между больной тканью и нормальной тканью лучше, чем рентген, КТ и УЗИ.

к началу страницы

Как выполняется процедура?

МРТ-исследования могут проводиться амбулаторно или стационарно.

Техник положит вас на передвижной диагностический стол. Они могут использовать ремни и валики, чтобы помочь вам оставаться неподвижным и сохранять свое положение.

Технолог может размещать устройства, содержащие катушки, способные посылать и принимать радиоволны, вокруг или рядом с обследуемым участком тела.

МРТ-исследования

обычно включают несколько прогонов (последовательностей), некоторые из которых могут длиться несколько минут. Каждый запуск будет создавать другой набор шумов.

Если при обследовании используется контрастное вещество, врач, медсестра или лаборант вставят внутривенный катетер (катетер для внутривенного вливания) в вену на руке или предплечье. Они будут использовать эту капельницу для введения контрастного вещества.

Вас поместят в магнит аппарата МРТ. Технолог проведет обследование, работая за компьютером вне помещения. Вы сможете поговорить с технологом через домофон.

Если в вашем исследовании используется контрастное вещество, лаборант введет его во внутривенный катетер (IV) после первой серии сканирований. Они сделают больше снимков во время или после инъекции.

Некоторые МРТ-исследования, такие как МР-энтерография, могут использовать пероральный контраст для оценки заболеваний кишечника. Для получения дополнительной информации см. страницу МР-энтерографии.

Когда обследование будет завершено, технолог может попросить вас подождать, пока рентгенолог проверит изображения на случай, если потребуются дополнительные.

После окончания осмотра лаборант удалит ваш внутривенный катетер и наложит небольшую повязку на место введения.

В зависимости от типа обследования и используемого оборудования весь осмотр обычно занимает от 30 до 50 минут.

к началу страницы

Что я буду испытывать во время и после процедуры?

Большинство МРТ-исследований безболезненны.Однако некоторым пациентам неудобно оставаться на месте. Другие могут чувствовать себя закрытыми (клаустрофобия) в МРТ-сканере. Сканер может быть шумным.

Слегка теплая область вашего тела, которую вы видите, является нормальным явлением. Если вас это беспокоит, сообщите об этом рентгенологу или лаборанту. Важно, чтобы вы оставались совершенно неподвижными во время съемки. Обычно это от нескольких секунд до нескольких минут за раз. Вы будете знать, когда записываются изображения, потому что вы услышите и почувствуете громкие постукивания или удары.Катушки, которые генерируют радиоволны, издают эти звуки, когда они активируются. Вам будут предоставлены беруши или наушники, чтобы уменьшить шум, создаваемый сканером. Вы можете расслабиться между последовательностями визуализации. Однако вам нужно будет как можно дольше оставаться в одном и том же положении, не двигаясь.

Обычно в смотровой вы будете одни. Тем не менее, технолог сможет видеть, слышать и говорить с вами в любое время с помощью двусторонней внутренней связи. Они дадут вам «сжимающий шарик», который предупредит технолога о том, что вам нужно внимание прямо сейчас.Многие учреждения позволяют другу или родителю оставаться в комнате, если они также прошли проверку на предмет безопасности.

Во время экзамена детям будут выданы беруши или наушники соответствующего размера. Музыка может воспроизводиться через наушники, чтобы скоротать время. МРТ-сканеры оснащены кондиционерами и хорошо освещены.

В некоторых случаях внутривенная инъекция контрастного вещества может быть сделана до того, как будут получены изображения. Внутривенная игла может вызвать у вас некоторый дискомфорт, и у вас могут появиться синяки. Существует также очень небольшая вероятность раздражения кожи в месте введения внутривенной трубки. У некоторых пациентов после инъекции контраста может появиться временный металлический привкус во рту.

Если вам не требуется седация, период восстановления не требуется. Вы можете возобновить свою обычную деятельность и нормальное питание сразу после обследования. В очень редких случаях у некоторых пациентов возникают побочные эффекты от контрастного вещества. Они могут включать тошноту, головную боль и боль в месте инъекции.Очень редко у пациентов возникает крапивница, зуд в глазах или другие аллергические реакции на контрастное вещество. Если у вас есть симптомы аллергии, сообщите об этом технологу. Рентгенолог или другой врач окажет немедленную помощь.

к началу страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Рентгенолог, врач, обученный контролировать и интерпретировать рентгенологические исследования, будет анализировать изображения. Рентгенолог отправит подписанный отчет вашему лечащему врачу или лечащему врачу, который поделится с вами результатами.

Могут потребоваться дополнительные обследования. Если это так, ваш врач объяснит, почему. Иногда проводится последующее обследование для дальнейшей оценки потенциальной аномалии с помощью дополнительных проекций или специальной техники визуализации. Или последующее обследование может заключаться в отслеживании любых изменений в известной аномалии с течением времени. Последующие осмотры иногда являются лучшим способом увидеть, работает ли лечение или изменились ли предыдущие результаты.

к началу страницы

Каковы преимущества и риски?

Преимущества

  • МРТ — это неинвазивный метод визуализации, не связанный с облучением.
  • МР-изображения структур мягких тканей, таких как печень и многие другие органы, могут с большей вероятностью точно идентифицировать и охарактеризовать заболевание, чем другие методы визуализации. Это делает МРТ бесценным инструментом для ранней диагностики и оценки многих очаговых поражений и опухолей.
  • МРТ
  • доказала свою ценность в диагностике широкого спектра состояний, включая рак, болезни сердца и сосудов, а также мышечные и костные аномалии.
  • МРТ может обнаружить аномалии, которые могут быть скрыты костью при других методах визуализации.
  • МРТ
  • позволяет врачам оценивать билиарную систему неинвазивно и без введения контраста.
  • Контрастное вещество с гадолинием для МРТ с меньшей вероятностью вызовет аллергическую реакцию, чем контрастные вещества на основе йода, используемые для рентгеновских снимков и компьютерной томографии.
  • МРТ представляет собой неинвазивную альтернативу рентгену, ангиографии и КТ для диагностики проблем с кровеносными сосудами.

Риски

  • МРТ-исследование практически не представляет опасности для среднего пациента при соблюдении соответствующих правил техники безопасности.
  • При использовании седативных средств существует риск передозировки. Тем не менее, ваши жизненные показатели будут контролироваться, чтобы свести к минимуму этот риск.
  • Сильное магнитное поле не представляет для вас опасности. Однако это может привести к неправильной работе имплантированных медицинских устройств или искажению изображений.
  • Нефрогенный системный фиброз является признанным осложнением, связанным с введением гадолиниевого контраста. Исключительно редко это происходит при использовании новых контрастных веществ на основе гадолиния. Обычно это происходит у пациентов с серьезным заболеванием почек.Ваш врач тщательно оценит функцию почек, прежде чем рассмотреть вопрос о введении контрастного вещества.
  • Существует очень небольшой риск аллергической реакции, если во время исследования используется контрастное вещество. Такие реакции обычно слабо выражены и контролируются лекарствами. Если у вас есть аллергическая реакция, врач будет доступен для немедленной помощи.
  • Несмотря на отсутствие каких-либо известных последствий для здоровья, фактические данные показали, что очень небольшое количество гадолиния может оставаться в организме, особенно в головном мозге, после многочисленных МРТ-исследований.Наиболее вероятно, что это произойдет у пациентов, которые неоднократно проходили МРТ в течение жизни для мониторинга хронических заболеваний или состояний высокого риска. Контрастное вещество в основном выводится из организма через почки. Если вы относитесь к этой категории пациентов, проконсультируйтесь с врачом о возможности задержки гадолиния, так как этот эффект варьируется от пациента к пациенту.
  • Производители внутривенного контраста указывают, что матери не должны кормить грудью своих детей в течение 24-48 часов после введения контрастного вещества.Однако и Американский колледж радиологии (ACR), и Европейское общество урогенитальной радиологии отмечают, что имеющиеся данные свидетельствуют о безопасности продолжения грудного вскармливания после внутривенного введения контраста. Для получения дополнительной информации обратитесь к Руководству ACR по контрастным веществам и его ссылкам.

к началу страницы

Каковы ограничения МРТ брюшной полости и таза?

Высококачественные изображения зависят от вашей способности сохранять неподвижность и следовать инструкциям по задержке дыхания во время записи изображений.Если вы беспокоитесь, сбиты с толку или испытываете сильную боль, вам может быть трудно лежать неподвижно во время визуализации.

Человек очень крупного телосложения может не поместиться в отверстие некоторых типов аппаратов МРТ.

Имплантаты и другие металлические предметы могут затруднить получение четких изображений. Такой же эффект может иметь движение пациента.

Дыхание может вызывать артефакты или искажения изображения при МРТ. Дефекация также может вызывать артефакты. Это меньше проблем с современными сканерами и методами.

Имеющиеся данные не содержат убедительных доказательств того, что МРТ без контраста вредит плоду беременной женщины. Однако, если необходимость обследования не зависит от времени, ваш врач может отложить обследование до родов. МРТ гадолиниевых контрастных веществ обычно избегают во время беременности, за исключением особых обстоятельств. Ваш врач обсудит с вами преимущества и риски любой процедуры МРТ. Врачи могут выполнять МРТ после первого триместра, чтобы оценить состояние плода на наличие признаков, которые не полностью оцениваются с помощью УЗИ.

МРТ не всегда может отличить раковую ткань от доброкачественной опухоли или других состояний, таких как отек.

МРТ обычно стоит дороже и может занять больше времени, чем другие визуализирующие исследования. Поговорите со своей страховой компанией, если у вас есть опасения по поводу стоимости МРТ.

к началу страницы

Эта страница была проверена 17 мая 2019 г.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) простаты

Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует магнитное поле, радиочастотные импульсы и компьютер для получения подробных изображений тела. Врачи используют МРТ простаты, чтобы оценить степень рака предстательной железы и определить, распространился ли он. Они также могут использовать его для диагностики инфекций, состояний, с которыми вы родились, или увеличенной простаты. В некоторых обследованиях может использоваться эндоректальная спираль — тонкая проволока, покрытая латексным баллоном. Врач вводит катушку на небольшое расстояние в прямую кишку. МРТ простаты не использует радиацию. Он обеспечивает более четкое и детальное изображение, чем другие методы визуализации.

Расскажите своему врачу о любых проблемах со здоровьем, недавних операциях или аллергии.Магнитное поле не опасно. Однако это может привести к неисправности некоторых медицинских устройств. Большинство ортопедических имплантатов не представляют опасности. Всегда сообщайте лаборанту, если в вашем теле есть какие-либо устройства или металл. Рекомендации по еде и питью перед экзаменом различаются в зависимости от учреждения. Принимайте обычные лекарства, как обычно, если ваш врач не сказал вам иначе. Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Возможно, вам придется надеть платье. Если у вас клаустрофобия или тревога, попросите врача дать вам легкое седативное средство перед обследованием.

Что такое МРТ простаты?

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это неинвазивный тест, который врачи используют для диагностики заболеваний.

МРТ использует мощное магнитное поле, радиочастотные импульсы и компьютер для получения подробных изображений внутренних структур тела. МРТ не использует радиацию (рентгеновские лучи).

Подробные МРТ-изображения позволяют врачам исследовать тело и выявлять заболевания.

Многопараметрическая (Мп-МРТ) — это усовершенствованная форма визуализации.Он использует три метода МРТ для получения анатомических изображений и информации о функции предстательной железы.

Mp-MRI оценивает движение молекул воды (называемое диффузией воды) и кровоток (называемое визуализацией перфузии) в предстательной железе. Это поможет вашему врачу определить разницу между больной и нормальной тканью предстательной железы.

Простата является частью мужского репродуктивная система. Он расположен перед прямой кишкой, над основанием полового члена и ниже мочевой пузырь. Простата окружает первую часть уретра.Это помогает сделать молочную жидкость, называемую спермой. Сперма несет сперма из организма, когда мужчина эякулирует. Ваш врач чаще всего использует УЗИ или МРТ для визуализации предстательной железы. Дополнительную информацию см. на странице УЗИ простаты.

к началу страницы

Каковы некоторые распространенные применения процедуры?

Ваш врач использует МРТ для оценки рака предстательной железы и определения того, ограничен ли он предстательной железой. MP-MRI предоставляет информацию о том, как молекулы воды и крови проходят через предстательную железу.Это помогает определить, присутствует ли рак, и если да, то является ли он агрессивным и распространился ли он.

Иногда МРТ простаты используется для оценки других проблем с предстательной железой, в том числе:

  • инфекция (простатит) или абсцесс предстательной железы.
  • увеличенная простата, называемая доброкачественной гиперплазией предстательной железы (ДГПЖ) .
  • аномальных состояний, присутствующих при рождении.
  • осложнений после операций на органах малого таза.

к началу страницы

Как мне подготовиться?

Во время исследования МРТ может использоваться эндоректальная спираль, тонкая проволока, покрытая латексным баллоном.Врач помещает катушку на небольшое расстояние в прямую кишку. Прямая кишка расположена сразу позади и против простаты. Размещение катушки в прямой кишке так близко к простате помогает получить более подробные изображения. Это также позволяет вашему врач-рентгенолог для проведения магнитно-резонансной (МР) спектроскопии. МР-спектроскопия может предоставить дополнительную информацию о химическом составе клеток простаты. Кроме того, МРТ предстательной железы может исследовать движение молекул воды (диффузия воды) и кровоток (визуализация перфузии) в предстательной железе, чтобы помочь различить больную и нормальную ткань предстательной железы.

Ваш врач обычно использует эндоректальную катушку с магнитами МРТ с низким полем (1,5 Тесла), если у вас есть металлический ортопедический имплантат. Металлические имплантаты могут мешать визуализации при использовании магнитно-резонансной томографии с сильным полем. Обычно врач не использует эндоректальную катушку с аппаратами МРТ с высоким полем (3 Тесла).

Вам нужно будет переодеться в больничную одежду. Это необходимо для предотвращения появления артефактов на окончательных изображениях и для соблюдения правил техники безопасности, связанных с сильным магнитным полем.

Рекомендации по еде и питью перед МРТ различаются в зависимости от конкретного исследования и учреждения. Принимайте пищу и лекарства, как обычно, если ваш врач не сказал вам иначе.

В некоторых исследованиях МРТ используется инъекция контрастного вещества. Врач может спросить, есть ли у вас астма или аллергия на контрастное вещество, лекарства, продукты питания или окружающую среду. В исследованиях МРТ обычно используется контрастное вещество, называемое гадолинием. Врачи могут использовать гадолиний у пациентов с аллергией на йодсодержащие контрастные вещества. Вероятность аллергии на гадолиний у пациента гораздо ниже, чем на йодсодержащий контраст.Однако, даже если у пациента имеется известная аллергия на гадолиний, его можно использовать после соответствующей премедикации. Для получения дополнительной информации об аллергических реакциях на гадолиниевое контрастное вещество см. Руководство ACR по контрастным веществам.

Сообщите технологу или радиологу, если у вас есть какие-либо серьезные проблемы со здоровьем или недавние операции. Некоторые состояния, такие как тяжелое заболевание почек, могут означать, что вы не можете безопасно получать гадолиний. Вам может потребоваться анализ крови, чтобы убедиться, что ваши почки функционируют нормально.

Если при обследовании используется эндоректальная спираль, сообщите лаборанту, есть ли у вас аллергия на латекс. В этом случае технолог накроет эндоректальную спираль презервативом, не содержащим латекса. Чтобы подготовиться к МРТ с эндоректальной спиралью, ешьте легкие блюда накануне и в день исследования. Это облегчит установку катушки. Ваш врач может попросить вас использовать клизму перед экзаменом, чтобы очистить кишечник. Наборы для клизмы или солевые слабительные доступны без рецепта. Перед обследованием принимайте ваши обычные лекарства, если ваш врач не сказал иначе.

Если у вас клаустрофобия (боязнь замкнутых пространств) или тревога, попросите врача выписать вам легкое седативное средство до даты обследования.

Оставьте все украшения и другие аксессуары дома или снимите их перед МРТ. Металлические и электронные предметы не допускаются в экзаменационную комнату. Они могут мешать магнитному полю аппарата МРТ, вызывать ожоги или превращаться в опасные снаряды. Эти предметы включают:

  • ювелирные изделия, часы, кредитные карты и слуховые аппараты, которые могут быть повреждены
  • булавки, шпильки, металлические молнии и аналогичные металлические предметы, которые могут искажать МРТ-изображения
  • съемный стоматологический инструмент
  • ручки, перочинные ножи и очки
  • пирсинг
  • мобильные телефоны, электронные часы и устройства слежения.

В большинстве случаев МРТ безопасно для пациентов с металлическими имплантатами, за исключением нескольких типов. Люди со следующими имплантатами не могут быть просканированы и не должны входить в зону сканирования МРТ без предварительной оценки безопасности:

Сообщите лаборанту, если в вашем теле есть медицинские или электронные устройства. Эти устройства могут мешать проведению исследования или представлять опасность. Ко многим имплантированным устройствам прилагается брошюра, объясняющая риски МРТ для этого устройства. Если у вас есть брошюра, доведите ее до сведения планировщика перед экзаменом.МРТ нельзя проводить без подтверждения и документации типа имплантата и совместимости с МРТ. Вам также следует принести на обследование любую брошюру на случай, если у рентгенолога или лаборанта возникнут вопросы.

Если есть какие-либо вопросы, рентген может обнаружить и идентифицировать любые металлические предметы. Металлические предметы, используемые в ортопедической хирургии, обычно не представляют опасности при проведении МРТ. Однако для недавно установленного искусственного сустава может потребоваться использование другого метода визуализации.

Сообщите лаборанту или радиологу о любых шрапнелях, пулях или других металлических предметах, которые могут быть в вашем теле.Инородные тела вблизи и особенно в глазах очень важны, потому что они могут двигаться или нагреваться во время сканирования и вызывать слепоту. Красители, используемые в татуировках, могут содержать железо и нагреваться во время МРТ. Это редкость. Магнитное поле обычно не влияет на зубные пломбы, брекеты, тени для век и другую косметику. Однако эти предметы могут искажать изображение области лица или мозга. Расскажите о них рентгенологу.

к началу страницы

Как выглядит оборудование?

Традиционный аппарат МРТ представляет собой большую цилиндрическую трубку, окруженную круглым магнитом.Вы будете лежать на столе, который скользит в туннель к центру магнита.

Некоторые аппараты МРТ, называемые системами с коротким каналом, сконструированы таким образом, что магнит не окружает вас полностью. Некоторые новые аппараты МРТ имеют отверстие большего диаметра, что может быть более удобным для крупных пациентов или людей, страдающих клаустрофобией. «Открытые» аппараты МРТ открыты по бокам. Они особенно полезны для обследования крупных пациентов или пациентов с клаустрофобией. Открытые установки МРТ могут обеспечить изображения высокого качества для многих типов исследований. Открытая МРТ не может использоваться для некоторых исследований. Для получения дополнительной информации обратитесь к радиологу.

В большинстве МРТ-исследований предстательной железы используются магниты МРТ с высоким полем (3 Тесла), поскольку они обеспечивают изображения более высокого качества. Тем не менее, мужчины с металлическими имплантатами могут пройти низкопольную МРТ простаты (1,5 Тесла), поскольку в противном случае имплантаты могут мешать визуализации.

к началу страницы

Как работает процедура?

В отличие от рентгенографии и компьютерной томографии (КТ), при МРТ не используется излучение.Вместо этого радиоволны перестраивают атомы водорода, которые естественным образом существуют в организме. Это не вызывает никаких химических изменений в тканях. Когда атомы водорода возвращаются к своему обычному расположению, они излучают различное количество энергии в зависимости от типа ткани, в которой они находятся. Сканер улавливает эту энергию и создает изображение, используя эту информацию.

В большинстве аппаратов МРТ магнитное поле создается путем пропускания электрического тока через проволочные катушки. Другие катушки находятся внутри аппарата и в некоторых случаях размещаются вокруг изображаемой части тела.Эти катушки посылают и принимают радиоволны, производя сигналы, которые обнаруживаются машиной. Электрический ток не контактирует с пациентом.

Компьютер обрабатывает сигналы и создает серию изображений, на каждом из которых показан тонкий срез тела. Рентгенолог может изучить эти изображения под разными углами.

МРТ часто может определить разницу между больной тканью и нормальной тканью лучше, чем рентген, КТ и УЗИ.

к началу страницы

Как выполняется процедура?

МРТ можно сделать амбулаторно.

Техник положит вас на передвижной диагностический стол. Они могут использовать ремни и валики, чтобы помочь вам оставаться неподвижным и сохранять свое положение.

Технолог может размещать устройства, содержащие катушки, способные посылать и принимать радиоволны, вокруг или рядом с обследуемым участком тела.

МРТ-исследования

обычно включают несколько прогонов (последовательностей), некоторые из которых могут длиться несколько минут. Каждый запуск будет создавать другой набор шумов.

В вашем исследовании может использоваться эндоректальная спираль.В этом случае медсестра или врач наденет на катушку одноразовый чехол. Они смажут узел и вставят катушку на небольшое расстояние в прямую кишку. После введения врач надувает круглый баллон, надетый на катушку, и удерживает ее на месте во время осмотра. Когда обследование завершено, врач сдувает баллон и удаляет катушку.

Если при обследовании используется контрастное вещество, врач, медсестра или лаборант вставит внутривенный катетер (катетер для внутривенного вливания) в вену на руке или предплечье.Они будут использовать эту капельницу для введения контрастного вещества.

Вас поместят в магнит аппарата МРТ. Технолог проведет обследование, работая за компьютером вне помещения. Вы сможете поговорить с технологом через домофон.

Если в вашем исследовании используется контрастное вещество, лаборант введет его во внутривенный катетер (IV) после первой серии сканирований. Они сделают больше снимков во время или после инъекции.

Когда обследование будет завершено, технолог может попросить вас подождать, пока рентгенолог проверит изображения на случай, если потребуются дополнительные.

После окончания осмотра лаборант удалит ваш внутривенный катетер и наложит небольшую повязку на место введения.

Все обследование обычно занимает 45 минут или меньше.

Во время обследования врач может также провести МР-спектроскопию. МР-спектроскопия дает дополнительную информацию о химических веществах, присутствующих в клетках организма. Это может добавить около 15 минут к общему времени экзамена.

к началу страницы

Что я буду испытывать во время и после процедуры?

Большинство МРТ-исследований безболезненны.Однако некоторым пациентам неудобно оставаться на месте. Другие могут чувствовать себя закрытыми (клаустрофобия) в МРТ-сканере. Сканер может быть шумным.

Вы можете чувствовать давление, когда врач вводит эндоректальную спираль в прямую кишку. Это похоже на то, что происходит во время пальцевого ректального исследования.

Слегка теплая область вашего тела, которую вы видите, является нормальным явлением. Если вас это беспокоит, сообщите об этом рентгенологу или лаборанту. Важно, чтобы вы оставались совершенно неподвижными во время записи изображений, которая обычно длится от нескольких секунд до нескольких минут за раз.Для некоторых типов экзаменов вас могут попросить задержать дыхание. Вы будете знать, когда записываются изображения, потому что вы услышите постукивание или стук, когда активируются катушки, генерирующие радиочастотные импульсы. Вы сможете расслабиться между последовательностями изображений, но вам будет предложено сохранять свое положение как можно дольше.

Обычно во время МРТ вы будете находиться в комнате для осмотра в одиночестве. Однако технолог всегда сможет видеть, слышать и разговаривать с вами по двусторонней связи.Они дадут вам «сжимающий шарик», который предупредит технолога о том, что вам нужно внимание прямо сейчас. Многие центры МРТ позволяют другу или родителю оставаться в комнате, если они также проходят проверку на безопасность в магнитной среде.

Технолог может предложить (или вы можете попросить) беруши для уменьшения шума МРТ-сканера. Сканер издает громкие удары и гудение во время визуализации. МРТ-сканеры оснащены кондиционерами и хорошо освещены. В некоторых сканерах есть музыка, которая поможет скоротать время.

При введении контрастного вещества нормальным является ощущение прохлады и покраснения в течение минуты или двух. Внутривенная игла может вызвать у вас некоторый дискомфорт при введении. После его удаления могут появиться синяки. Существует также очень небольшая вероятность раздражения кожи в месте введения внутривенной трубки.

Если вы не получали седативных средств, период восстановления не требуется. Вы можете возобновить свою обычную деятельность и нормальное питание сразу после обследования.Некоторые пациенты испытывают побочные эффекты от контрастного вещества, включая тошноту и местную боль. Очень редко у пациентов возникает аллергия на контрастное вещество, крапивница, зуд в глазах или другие реакции. Если вы испытываете аллергические симптомы, врач-рентгенолог или другой врач окажут вам немедленную помощь.

к началу страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Рентгенолог, врач, обученный контролировать и интерпретировать рентгенологические исследования, будет анализировать изображения.Рентгенолог отправит подписанный отчет вашему лечащему врачу или лечащему врачу, который поделится с вами результатами.

Возможно, вам потребуется повторное обследование. Если это так, ваш врач объяснит, почему. Иногда последующее обследование дополнительно оценивает потенциальную проблему с помощью большего количества изображений или специальной техники визуализации. Он также может увидеть, произошли ли какие-либо изменения в задаче с течением времени. Последующие осмотры часто являются лучшим способом убедиться, что лечение работает или проблема требует внимания.

к началу страницы

Каковы преимущества по сравнению сриски?

Преимущества

  • МРТ — это неинвазивный метод визуализации, не связанный с облучением.
  • МРТ-изображения мягких тканей тела более четкие и подробные, чем при других методах визуализации. Эта деталь делает МРТ ценным инструментом для ранней диагностики и оценки распространенности опухолей, таких как рак предстательной железы.
  • МРТ
  • доказала свою эффективность в диагностике широкого спектра заболеваний, включая рак. Это также полезно при диагностике доброкачественных состояний, таких как увеличение простаты и инфекции.
  • Mp-MRI помогает различать рак предстательной железы с низким риском/медленным ростом и с высоким риском/агрессивным раком. Это также помогает определить, распространился ли рак за пределы предстательной железы.
  • МРТ может обнаружить аномалии, которые могут быть скрыты костью при других методах визуализации.
  • Гадолиниевый контрастный материал для МРТ с меньшей вероятностью вызовет аллергическую реакцию, чем контрастные материалы на основе йода, используемые для рентгеновских снимков и компьютерной томографии.

Риски

  • МРТ-исследование практически не представляет опасности для среднего пациента при соблюдении соответствующих правил техники безопасности.
  • При использовании седативных средств существует риск передозировки. Тем не менее, ваши жизненные показатели будут контролироваться, чтобы свести к минимуму этот риск.
  • Сильное магнитное поле не представляет для вас опасности. Однако это может привести к неправильной работе имплантированных медицинских устройств или искажению изображений.
  • Нефрогенный системный фиброз является признанным осложнением, связанным с введением гадолиниевого контраста. Исключительно редко это происходит при использовании новых контрастных веществ на основе гадолиния. Обычно это происходит у пациентов с серьезным заболеванием почек.Ваш врач тщательно оценит функцию почек, прежде чем рассмотреть вопрос о введении контрастного вещества.
  • Существует очень небольшой риск аллергической реакции, если во время исследования используется контрастное вещество. Такие реакции обычно слабо выражены и контролируются лекарствами. Если у вас есть аллергическая реакция, врач будет доступен для немедленной помощи.
  • Несмотря на отсутствие каких-либо известных последствий для здоровья, фактические данные показали, что очень небольшое количество гадолиния может оставаться в организме, особенно в головном мозге, после многочисленных МРТ-исследований.Наиболее вероятно, что это произойдет у пациентов, которые неоднократно проходили МРТ в течение жизни для мониторинга хронических заболеваний или состояний высокого риска. Контрастное вещество в основном выводится из организма через почки. Если вы относитесь к этой категории пациентов, проконсультируйтесь с врачом о возможности задержки гадолиния, так как этот эффект варьируется от пациента к пациенту.

к началу страницы

Каковы ограничения МРТ простаты?

Высококачественные изображения зависят от вашей способности сохранять неподвижность и следовать инструкциям по задержке дыхания во время записи изображений.Если вы беспокоитесь, сбиты с толку или испытываете сильную боль, вам может быть трудно лежать неподвижно во время визуализации.

Человек очень крупного телосложения может не поместиться в определенные типы аппаратов МРТ. У сканеров есть ограничения по весу.

Имплантаты и другие металлические предметы могут затруднить получение четких изображений. Такой же эффект может иметь движение пациента.

Очень неравномерное сердцебиение может повлиять на качество изображений. Это связано с тем, что некоторые методы рассчитывают визуализацию на основе электрической активности сердца.

МРТ

не всегда может отличить рак от воспаления или наличия продуктов крови в предстательной железе. Кровь может иногда появляться из-за биопсии простаты. Чтобы не спутать любое кровотечение с раком, ваш врач может подождать от шести до восьми недель после биопсии простаты, чтобы выполнить МРТ простаты. Это позволит остановить любые остатки кровотечения.

МРТ обычно стоит дороже и может занять больше времени, чем другие визуализирующие исследования. Поговорите со своей страховой компанией, если у вас есть опасения по поводу стоимости МРТ.

к началу страницы

Какой тест, процедура или лечение лучше всего подходят для меня?

к началу страницы

Эта страница была проверена 20 февраля 2020 г.

Влияние резонанса и резонансной частоты на аудиодизайн

Почти все инженеры знакомы с понятием резонанса и его многочисленными значениями при проектировании систем. Электрический, механический или смешанный резонанс может быть использован для улучшения конструкции, а может быть вредным и отрицательно сказаться на общей производительности. В этом блоге будет представлен обзор вопросов, связанных с резонансом, включая резонансную частоту, факторы, влияющие на резонанс в аудиоустройствах, способы использования кривой частотной характеристики и проблемы, связанные с собственным резонансом в зуммерах и динамиках.

Что такое резонанс и резонансная частота?

Резонанс возникает, когда физический объект или электронная схема поглощают энергию от начального смещения или источника, а затем поддерживают результирующие механические или электрические колебания без дополнительной силы или энергии, действующей на них.Частота, при которой возникает эта вибрация, известна как резонансная частота, обозначаемая F0.

Примеры резонанса

Резонанс — это физическое явление, которое проявляется во многих формах и может возникать в любом диапазоне частот от низкочастотного звука до радиочастот на уровне ГГц. Вот лишь несколько примеров резонанса на практике:

  • Детские качели представляют собой резонансный маятник, частота которого определяется длиной его веревки.
  • Некоторые лазеры используют резонанс, основанный на отражениях между противоположными зеркальными поверхностями.
  • В механических системах машина может чрезмерно трястись и вибрировать на своей резонансной частоте, когда скорость ее двигателя увеличивается от более низких к более высоким оборотам в минуту.
  • В электронике стимулированный LC-фильтр будет резонировать как настроенный колебательный контур, чтобы установить рабочую частоту.
  • Пьезоэлектрический кварцевый генератор, обеспечивающий тактовую частоту системы или синтезатора, является примером электромеханического резонанса.
  • Динамик будет иметь резонансную частоту, при которой он наиболее эффективно преобразует входную электрическую мощность в выходную мощность звука.

Как и многие системные атрибуты, резонанс может быть полезным и использоваться для выделения желаемого атрибута или проблемы, которую необходимо решить и даже подавить. Он обеспечивает основные функции LC-контурных цепей и кварцевых генераторов, но может привести к саморазрушению механизмов. Для аудиоисточников, таких как зуммеры или динамики, это максимизирует SPL, но также может способствовать нежелательным гармоникам, которые иногда создают раздражающий гул и дребезжание корпуса или окружающих предметов.

Резонансные частоты аудиокомпонентов

Механический резонанс зависит от веса и жесткости, которая соединяет разные массы вместе. В случае стандартного динамика рассматриваемой массой будет диффузор (или диафрагма), а жесткость будет зависеть от гибкости подвески, соединяющей диффузор с рамой. Однако существует множество способов изготовления динамиков, а используемые материалы и способ их монтажа заставляют каждый тип динамиков давать разные резонансные частоты.

Стандартная конструкция динамика

Как уже упоминалось, стандартные динамики имеют диффузор, соединенный с рамой с помощью подвески. К задней части конуса также прикреплен электромагнитный магнит, который влияет на вес. В зависимости от материала конуса, толщины подвеса и размера электромагнита резонансная частота будет меняться. Как правило, более легкие, но более жесткие материалы и более гибкие подвесы обеспечивают более высокие резонансные частоты. По этой причине высокочастотные твитеры имеют небольшие размеры, а значит, легкие и обычно имеют жесткие майларовые конусы и очень гибкие подвески.В целом, изменяя эти факторы, стандартные динамики имеют частотный диапазон где-то между 20 Гц и 20 000 Гц.

Зуммеры с магнитным преобразователем – это еще одно аудиоустройство, но они отделяют приводной механизм от механизма воспроизведения звука иначе, чем стандартный динамик. Диафрагма легче, а также более жестко прикреплена к раме, что увеличивает их нормальный частотный диапазон, а также уменьшает их диапазон. Зуммеры с магнитным преобразователем обычно воспроизводят звук в диапазоне 2–3 кГц и не требуют такого большого тока, как стандартный динамик для того же уровня звукового давления.

Типичная конструкция магнитного зуммера

Наконец, пьезоэлектрические преобразователи представляют собой третий способ генерации звука. Они используют пьезоэлектрический эффект, используя переменное электрическое поле, чтобы заставить материал изгибаться сначала в одну, а затем в другую сторону. Пьезоматериалы обычно довольно жесткие, а детали, используемые в пьезоэлектрических преобразователях, довольно маленькие и тонкие. Из-за этого, подобно зуммерам магнитных преобразователей, они производят высокочастотный шум, обычно от 1 до 5 кГц, с узким частотным диапазоном.Они даже более эффективны, чем магнитные зуммеры, поскольку обычно производят даже более высокий уровень звукового давления, чем магнитные зуммеры с таким же током.

Типичная конструкция пьезоэлектрического зуммера

Измерение резонанса по частотным характеристикам

Хотя можно выполнить тесты для определения резонансной частоты аудиоустройства, обычно в этом нет необходимости. Большинство производителей предоставляют в техническом описании график зависимости звукового давления от частоты, который показывает резонансную частоту вместе с общей частотной характеристикой. Однако производители не могут учитывать какие-либо изменения в этой спецификации резонансной частоты из-за монтажа, размера корпуса, конструкции и материала, используемого для интеграции аудиоустройства в общую систему. Несмотря на это, они являются полезным ресурсом для обеспечения отправной точки для выбора и проектирования.

Ниже приведен пример графика частотной характеристики зуммера магнитного преобразователя CMT-4023S-SMT-TR. В его техническом паспорте указана резонансная частота 4000 Гц, что четко обозначено пиком, показанным на диаграмме частотной характеристики.

Кривая частотной характеристики для магнитного преобразователя CMT-4023S-SMT-TR зуммер

Звуковые индикаторы, использующие как магнитную, так и пьезоэлектрическую технологию, также являются опцией. Благодаря встроенной схеме возбуждения эти устройства с внутренним приводом не нуждаются в графике частотной характеристики, поскольку они работают на фиксированной номинальной частоте. Они предназначены для максимизации звукового давления в этом диапазоне частот и упрощения проблем с резонансом.

В качестве другого примера, в описании динамика CSS-10246-108 указана резонансная частота 200 Гц ± 40 Гц, но его график частотной характеристики также показывает другой резонансный всплеск примерно на 3.5 кГц, а также резонансную зону примерно от 200 Гц до 3,5 кГц.

Кривая АЧХ для динамика CSS-10246-108

В целом каждое аудиоустройство будет иметь частоты, на которых оно будет усиливать звук, и частоты, на которых оно будет уменьшать или ослаблять звук. Управляя зуммером или динамиком входным сигналом, частота которого равна или близка к резонансной частоте или резонансным зонам аудиоустройства, разработчики могут создать самый высокий уровень звукового давления при наименьшей входной мощности. Однако большинство приложений не работают только на одной частоте.В то время как на резонансной частоте достигается максимальный уровень звукового давления, динамик или зуммер можно использовать во всем частотном диапазоне в соответствии с его спецификацией при условии, что уровень звукового давления достаточен для предполагаемого применения.

Проблемы резонансного дизайна

Когда разработчикам известна резонансная частота устройства, перед ними остаются две проблемы, связанные с резонансом: во-первых, использование собственной резонансной частоты и резонансной зоны для максимизации звукового давления, а во-вторых, избежание нежелательного жужжания и дребезжания в установке из-за эффекты, вызванные резонансом.

Хотя тщательная проверка и приблизительная оценка важны на этапе предварительного проектирования, ничто не заменит создание прототипа и использование метода проб и ошибок для эмпирического создания оптимального корпуса для конкретного источника звука. Любая реализация должна также учитывать диапазон допусков компонентов и вариации производства.

Кроме того, особенно для динамиков, важно обеспечить достаточный кубический объем в корпусе, чтобы выходной звук не ослаблялся из-за нехватки места для распределения звуковой энергии.Даже скромное снижение уровня звукового давления на 3 дБ, вызванное покрытием корпуса или материалами, соответствует 50-процентному снижению выходной звуковой мощности. В нашем блоге «Как спроектировать корпус микродинамика» вы найдете полезную информацию по этому вопросу и советы по правильному проектированию корпуса.

В целом, важно учитывать полный спектр отклика аудиоустройства и использовать более широкий диапазон частот по обе стороны от резонансной частоты. Конечной целью разработки является оптимизация выходного уровня звукового давления и частоты для заданной мощности, подаваемой на зуммер или динамик.Для этого частота, на которой работает устройство, должна соответствовать резонансу, а также более широкому спектру отклика. Имейте в виду, что резонансная частота не является точным числом и не обязательно узкой, поэтому, скорее всего, желаемый отклик будет по обе стороны от числа, указанного в техническом описании.

Заключение

При проектировании аудиоустройства и его вывода в приложении инженеры должны учитывать резонансную частоту устройства, чтобы гарантировать, что конечный продукт максимизирует SPL, избегая при этом нежелательного жужжания и дребезжания. Это требует использования значений, предоставленных поставщиком, особенно резонансной частоты, а затем оптимизации конструкции в резонансной зоне выше и ниже этого значения. После того, как первоначальный проект завершен, необходимо выполнить практическую проверку взаимодействия между корпусом и креплением для подтверждения теоретических расчетов. Результатом будет аудиовыход, который соответствует целям продукта, удовлетворяя как требования пользователя, так и требования производителя.

Дополнительные ресурсы


Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу [email protected]ком

Магнитно-резонансная эластография – Клиника Майо

Обзор

Магнитно-резонансная эластография (МРЭ) — это технология, сочетающая МРТ-изображение с низкочастотными вибрациями для создания визуальной карты (эластограммы), показывающей жесткость тканей тела.

В настоящее время MRE используется для выявления жесткости печени, вызванной фиброзом и воспалением при хронических заболеваниях печени.Но MRE также оценивается как неинвазивный способ диагностики заболеваний в других частях тела.

Технология MRE была изобретена в клинике Мэйо. Тест доступен там и в более чем 1000 других центров по всему миру. Обычно это делается как часть обычного МРТ-обследования.

Товары и услуги

Показать больше продуктов Mayo Clinic

Для чего это делается

MRE измеряет жесткость ткани печени у людей с известным или подозреваемым заболеванием печени.Заболевание печени может привести к рубцеванию печени (фиброзу), что увеличивает жесткость ткани печени.

Часто люди с фиброзом печени не испытывают никаких признаков или симптомов. Но невылеченный фиброз печени может прогрессировать до цирроза (распространенный фиброз и рубцевание), что может привести к летальному исходу. При диагностике фиброза печени часто можно лечить, чтобы остановить прогрессирование, а иногда и обратить вспять состояние.

Если у вас фиброз печени, MRE может помочь оценить тяжесть вашего заболевания печени, принять решение о лечении и определить, насколько хорошо вы будете реагировать на лечение.

В традиционном тесте на фиброз печени используется игла для взятия образца (биопсии) ткани печени. Сканирование MRE имеет несколько преимуществ:

  • Это неинвазивный метод, в целом более безопасный и удобный, чем биопсия.
  • Он оценивает всю печень, а не только ту часть ткани печени, которая подвергается биопсии или визуализации с помощью других неинвазивных тестов.
  • Он может обнаружить фиброз на более ранней стадии, чем другие методы визуализации.
  • Эффективен у людей с ожирением.
  • Это может помочь предсказать риск определенных осложнений со стороны печени, включая скопление жидкости в брюшной полости (асцит).

Риски

Присутствие металла в вашем теле может представлять угрозу безопасности или влиять на часть изображения MRE . Перед прохождением МРТ-обследования, такого как MRE , сообщите лаборанту, есть ли в вашем теле какие-либо металлические или электронные устройства, такие как:

  • Металлические суставные протезы
  • Искусственные клапаны сердца
  • Имплантируемый дефибриллятор сердца
  • Кардиостимулятор
  • Металлические зажимы
  • Кохлеарные импланты
  • Пуля, шрапнель или любой другой металлический фрагмент

Прежде чем записаться на MRE , сообщите своему врачу, если вы думаете, что беременны.

Как вы готовитесь

Перед любым исследованием МРТ следуйте инструкциям, которые вам будут предоставлены. Если вам назначено обследование печени MRE , вас, скорее всего, попросят не принимать пищу за четыре часа до исследования, хотя в это время вы можете пить воду. Вы должны продолжать принимать свои обычные лекарства, если не указано иное.

Вас попросят переодеться в халат и снять:

  • Зубные протезы
  • Очки
  • Шпильки
  • Слуховые аппараты
  • Ювелирные изделия
  • Бюстгальтеры на косточках
  • Часы
  • Парики

Что вы можете ожидать

Обследование MRE часто проводится в рамках обычного МРТ-обследования.Стандартное МРТ-исследование печени занимает от 15 до 45 минут. Часть теста MRE занимает менее пяти минут.

При обследовании MRE к телу поверх халата прикладывается специальная прокладка. Он применяет низкочастотные вибрации, которые проходят через вашу печень. Система МРТ генерирует изображения волн, проходящих через печень, и обрабатывает информацию для создания изображений поперечного сечения, которые показывают жесткость ткани.

Результаты

Врач, специально обученный для интерпретации сканов MRE (рентгенолог), проанализирует изображения вашего скана и сообщит о результатах вашему врачу.Ваш врач обсудит с вами любые важные результаты и последующие шаги.

Клинические испытания

Ознакомьтесь с исследованиями Mayo Clinic, посвященными тестам и процедурам, помогающим предотвращать, выявлять, лечить или управлять состояниями.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.