Экзаменационные вопросы

Вопросы к экзамену по курсу: " Основы медицинской акустики"(весна 2007)Введение в теорию колебаний1. Дифференциальные принципы механики. Принцип Даламбера. Примеры насоставление уравнений.2. Колебания систем с одной степенью свободы. Свободные колебания. Фазовый портретсистемы.

Свободные колебания при наличии сил сопротивления (вязкое трение, сухое трение).3. Фазовый портрет системы совершающей свободные колебания при наличии сухоготрения.4. Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы:а/ без учета сил сопротивления;б/ с учетом вязкого трения;амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики. Коэффициент динамичности.5. Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы при произвольнойпериодической возмущающей силе.6. Колебания системы с одной степенью свободы при произвольной непериодическойвозмущающей силе. (Стр.14-20, Бидерман В.Л.)Колебания ультразвуковых медицинских волноводов-концентраторов7.

Продольные свободные колебания волноводов. Вывод уравнения продольныхколебаний. Граничные условия /вывод и примеры их использования при взаимодействииУЗКС с биотканями и др./8. Решение задачи о свободных продольных колебаниях. Примеры частотных уравнений/с выводом/.9. Продольные колебания волноводов с учетом внутреннего трения. Вывод волновогоуравнения.10.

Приближенный метод расчета УЗ концентраторов продольных колебаний методомпассивных насадок (самостоятельно)11. Метод Релея при определении собственных частот продольных и крутильныхколебаний волноводов /с выводами/ и волноводов содержащих сосредоточенные параметры/массы, безинерционные жесткости/.12. Методы Галеркина и Ритца при определении собственных частот продольных,крутильных и изгибных колебаний волноводов /с выводами/.13. Крутильные свободные колебания волноводов. Вывод уравнения крутильныхколебаний. Граничные условия /вывод и примеры их использования при взаимодействииУЗКС с биотканями и др./14. Решение задачи о свободных крутильных колебаниях. Примеры частотных уравнений/с выводом/.15.

Изгибные свободные колебания волноводов. Вывод уравнения изгибных колебаний.Граничные условия /вывод и примеры их использования при взаимодействии УЗКС сбиотканями и др./16. Решение задачи о свободных изгибных колебаниях. Функции Крылова и их свойства.Примеры частотных уравнений /с выводом/.17. Матричный метод расчета ультразвуковых колебательных систем.18. Вывод матриц перехода для цилиндрических и экспоненциальных концентраторовпродольных и крутильных колебаний.19.

Вывод матрицы перехода для волновода постоянного поперечного сечения,совершающего изгибные колебания.20. Численные методы решения задач о свободных колебаниях УЗКС продольных,крутильных и изгибных колебаний (с внутренним трением).21. Сравнение эффективности применения волноводов продольных и крутильныхколебаний. Возможность возникновения параметрических колебаний.22. Ультразвуковые низкочастотные аппараты. Основные технические характеристики.Аппараты для травматрологии, нейрохирургии, офтальмологии, стоматологии и др.23. Фактор формы. Примеры подсчета фактора формы для конкретных волноводовинструментов.24.

Критерии выбора материалов для ультразвуковых медицинских колебательныхсистем.25. Составные волноводы. Получение для них точных аналитических решений.26. Механический импеданс. Примеры вычисления.Излучение ультразвука в газообразную и жидкую среду27. Основные понятия и определения. Расширение, уплотнение, соотношение междудавлением и расширением, звуковое давление.28. Распространение плоских волн. Волновое уравнение. Решение.

Соотношение междускоростью и давлением. Акустический импеданс. Удельный акустический импеданс. Волновоесопротивление среды.29. Акустические характеристики некоторых веществ и биотканей.30. Интенсивность акустической волны. Децибел. Усреднения интенсивности по времении пространству.31. Распространение волн в трехмерном пространстве. Вывод уравнения неразрывности.32. Волновое уравнение для трехмерного пространства в декартовой системе координат.33.

Сферические волны с центральной симметрией / с выводом/.34. Сферические волны при гармонических колебаниях. Давление. Колебательнаяскорость. Волновой импеданс сферы. Интенсивность сферических волн.35. Отражение и прохождение плоских волн при нормальном падении. Коэффициентыотражения и прохождения по колебательной скорости, давлению и интенсивности.36.

Прохождение плоской волны через промежуточный слой заданной толщины.Примеры из области ультразвуковой терапии.37. Лапласова и Ньютонова скорости звука.38. Акустика микронеоднородных сред.39. Биологические эффекты ультразвука.40. Ультразвуковые терапевтические преобразователи, используемые частоты, маркиаппаратов, интенсивности, медицинское применение.Электроакустическое и акустоэлектрическое преобразование энергии41. Магнитострикция.

Магнитострикционный преобразователь. Уравнения прямого иобратного магнитострикционного эффектов.42. Продольные вынужденные колебания магнитострикционного стержня с разомкнутыммагнитопроводом. /вывод/.43. Продольные вынужденные колебания магнитострикционного стержня с замкнутыммагнитопроводом. /вывод/.44. Прямой и обратный пьезоэффект. Решение задачи о вынужденных продольныхколебаниях ланжевеновых преобразователей. Подсчет токов, электрических импедансов ипотребляемой электрической мощности..