Механической волной называются механические возмущения, распространяющиеся в пространстве и несущие энергию.

Скорость распространения волны:

v - скорость
λ - длина волны
T - период
 
Уравнение волны выражает зависимость смещения колеблющейся точки (s), участвующей в волновом процессе, от координаты ее равновесного положения и времени. Для волны, распространяющейся вдоль оси ОХ, уравнение выглядит следующим образом:

s = f ( x , t ).

Если s и x направлены вдоль одной прямой - волна продольная, если они взаимно перпендикулярны - волна поперечная.

Продольные волны - волны, при распространении которых частицы среды колеблются вдоль той же прямой, по которой распространяется волна. При этом в среде чередуются области сжатия и разряжения.
Поперечные волны - волны, при распространении которых частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. При этом в среде возникают периодические деформации сдвига.

Если s и х направлены вдоль одной прямой, то в точку s волнение придет через время τ, так колебания этой точки запаздывают.

s = A cos [ω( t - τ)]

Т.к τ = х/u, то получаем уравнение плоской волны
 
s = A cos [ω( t - х/ u )] , где ω(t - х/u)= φ - фаза волны.

Характеристики.

Частота (ν) - число колебаний в единицу времени.
Амплитуда (А) - величина максимального смещения в направлении y.
Скорость ( u ) - насколько быстро распространяется волна.
Длина волны (λ) - расстояние между двумя точками, фазы которых в один и тот же момент времени отличаются на 2π. Она равна расстоянию, пройденному волной за период колебания.
Период (Т) - время одного полного колебания. Величина, обратная частоте.

Формула, справедливая для всех волн:
u = ν * λ

Объемная плотность энергии - энергия колебательного движения частиц среды, содержащихся в единице ее объема.
Интенсивность волны или плотность потока энергии (I) - величина, равная потоку энергии, переносимой волной через единичную площадку, перпендикулярную направлению распространения волны.

 21. Эффект Доплера (допплеровский сдвиг частоты) и его практическое  использование в медицине.

Эффект Доплера - изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем(приемником волн) вследствие относительного движения источника волн или наблюдателя.
При одновременном сближении источника волн и наблюдателя воспринимается частота:
При одновременном удалении источника волн и наблюдателя воспринимается частота ,
где u – скорость распространения УЗ волны,
u _н-скорость наблюдателя,
u _и-скорость источника,
ν_и-частота излучения источника,
ν_в-частота воспринимаемых волн.

Эффект Доплера используется для определения скорости кровотока, скорости движения клапанов и стенок сердца - доплеровская эхокардиография. На кровеносный сосуд направляется ультразвук с частотой , а затем приемником регистрируется отраженный от движущихся эритроцитов крови сигнал частоты.

Специальное устройство сравнения находит разность частот (доплеровский сдвиг частоты)
, где υ - cкорость УЗ-волны.
Эта разность оказывается пропорциональной скорости эритроцита, примерно равной скорости движения крови в сосуде. При этом можно оценить величину скорости и определить ее направление.

На экране дисплея компьютера одно из возможных направлений окрашивается в красный цвет, а противоположное – в синий. Интенсивность окраски указывает на величину скорости кровотока.