Onda - è il fenomeno della propagazione nello spazio nel tempo di una variazione (perturbazione) di una grandezza fisica, portando con sé energia.
Indipendentemente dalla natura dell'onda, il trasferimento di energia avviene senza trasferimento di materia; quest'ultimo può sorgere solo come per effetto. Trasferimento di energia- la differenza fondamentale tra onde e oscillazioni, in cui avvengono solo trasformazioni energetiche “locali”. Le onde, di regola, sono in grado di percorrere distanze considerevoli dal luogo di origine. Per questo motivo le onde vengono talvolta chiamate " vibrazione staccata dall'emettitore».
Le onde possono essere classificate
Per sua natura:
Onde elastiche - onde che si propagano nei liquidi, solidi e gassosi ambienti diversi ah dovuto all'azione delle forze elastiche.
Onde elettromagnetiche- un disturbo (cambiamento di stato) del campo elettromagnetico che si propaga nello spazio.
Onde sulla superficie di un liquido- un nome convenzionale per varie onde che si presentano all'interfaccia tra liquido e gas o liquido e liquido. Le onde dell'acqua differiscono nel meccanismo fondamentale di oscillazione (capillare, gravitazionale, ecc.), che porta a diverse leggi di dispersione e, di conseguenza, a diversi comportamenti di queste onde.
In relazione alla direzione di vibrazione delle particelle del mezzo:
Onde longitudinali - le particelle del mezzo vibrano parallelo nella direzione di propagazione delle onde (come, ad esempio, nel caso della propagazione del suono).
Onde trasversali - le particelle del mezzo vibrano perpendicolare direzione di propagazione delle onde (onde elettromagnetiche, onde sulle superfici di separazione dei mezzi).
a - trasversale; b - longitudinale.
Onde miste.
Secondo la geometria del fronte d’onda:
La superficie dell'onda (fronte d'onda) è la posizione geometrica dei punti raggiunti dal disturbo in un dato istante nel tempo. In un mezzo isotropo omogeneo, la velocità di propagazione dell'onda è la stessa in tutte le direzioni, il che significa che tutti i punti del fronte oscillano nella stessa fase, il fronte è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda, i valori dell'oscillazione le quantità sono le stesse in tutti i punti del fronte.
Piatto i piani di fase dell'onda sono perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda e paralleli tra loro.
Sferico onda: la superficie delle fasi uguali è una sfera.
Cilindrico onda: la superficie delle fasi ricorda un cilindro.
Spirale onda - si forma se una/le sorgenti d'onda sferiche o cilindriche si muovono lungo una determinata curva chiusa durante il processo di radiazione.
Onda piana
Un'onda è detta piatta se le sue superfici d'onda sono piani paralleli tra loro, perpendicolari alla velocità di fase dell'onda. Se l'asse delle coordinate x è diretto lungo la velocità di fase dell'onda v, allora il vettore che descrive l'onda sarà a funzione di sole due variabili: coordinate x e tempo t (y = f(x,t)).
Consideriamo un'onda sinusoidale piatta monocromatica (a frequenza singola) che si propaga in un mezzo omogeneo senza attenuazione lungo l'asse X. Se la sorgente (piano infinito) oscilla secondo la legge y=, allora l'oscillazione raggiungerà il punto con coordinata x con un ritardo di tempo, pertanto
,Dove
Velocità di fase dell'onda – la velocità di movimento della superficie dell'onda (anteriore),
– ampiezza dell’onda – modulo della deviazione massima di una quantità variabile dalla posizione di equilibrio,
– frequenza ciclica, T – periodo di oscillazione, – frequenza dell’onda (simile alle oscillazioni)
k è il numero d'onda, ha il significato di frequenza spaziale,
Un'altra caratteristica di un'onda è la lunghezza d'onda m, questa è la distanza su cui si propaga l'onda durante un periodo di oscillazione, ha il significato di periodo spaziale, questa è la distanza più breve tra punti che oscillano nella stessa fase. 
sì 
La lunghezza d'onda è legata al numero d'onda tramite una relazione simile alla relazione temporale
Il numero d'onda è legato alla frequenza ciclica e alla velocità di propagazione dell'onda
X
sì
sì 
Le figure mostrano un oscillogramma (a) e un'istantanea (b) di un'onda con i periodi di tempo e spazio indicati. A differenza delle oscillazioni stazionarie, le onde hanno due caratteristiche principali: periodicità temporale e periodicità spaziale.
Proprietà generali delle onde:
Le onde trasportano energia.
2. Le onde esercitano una pressione sui corpi (hanno quantità di moto).
3. La velocità di un'onda in un mezzo dipende dalla frequenza dell'onda - dispersione, quindi onde frequenze diverse propagarsi nello stesso mezzo a velocità diverse (velocità di fase). 
4. Le onde si piegano attorno agli ostacoli: diffrazione.
La diffrazione si verifica quando la dimensione dell'ostacolo è paragonabile alla lunghezza d'onda.
5. All'interfaccia tra due mezzi, le onde vengono riflesse e rifratte.
L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione e il rapporto tra il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di rifrazione è un valore costante per due dati mezzi.
6. Quando le onde coerenti si sovrappongono (la differenza di fase di queste onde in qualsiasi punto è costante nel tempo), interferiscono: si forma uno schema stabile di minimi e massimi di interferenza. 
Le onde e le sorgenti che le eccitano si dicono coerenti se la differenza di fase tra le onde non dipende dal tempo. Le onde e le sorgenti che le eccitano si dicono incoerenti se la differenza di fase tra le onde cambia nel tempo.
Solo le onde che hanno la stessa frequenza e oscillano lungo la stessa direzione (cioè onde coerenti) possono interferire. L'interferenza può essere stazionaria o non stazionaria. Solo le onde coerenti possono produrre una figura di interferenza stazionaria. Ad esempio, due onde sferiche sulla superficie dell'acqua, che si propagano da due sorgenti puntiformi coerenti, produrranno un'onda risultante in seguito all'interferenza. Il fronte dell'onda risultante sarà una sfera.
Quando le onde interferiscono, le loro energie non si sommano. L'interferenza delle onde porta alla ridistribuzione dell'energia di vibrazione tra varie particelle ravvicinate del mezzo. Ciò non contraddice la legge di conservazione dell'energia perché, in media, per una vasta regione dello spazio, l'energia dell'onda risultante è uguale alla somma delle energie delle onde interferenti.
Quando le onde incoerenti sono sovrapposte, l'ampiezza quadrata media dell'onda risultante è uguale alla somma delle ampiezze quadrate delle onde sovrapposte. L'energia delle oscillazioni risultanti di ciascun punto del mezzo è uguale alla somma delle energie delle sue oscillazioni causate separatamente da tutte le onde incoerenti.
7. Le onde vengono assorbite dal mezzo. Man mano che ci si allontana dalla sorgente, l'ampiezza dell'onda diminuisce, poiché l'energia dell'onda viene parzialmente trasferita al mezzo.
8. Le onde sono disperse in un mezzo disomogeneo.
Lo scattering è un disturbo dei campi d'onda causato da disomogeneità del mezzo e dagli oggetti scatteranti posti in questo mezzo. L'intensità dello scattering dipende dalla dimensione delle disomogeneità e dalla frequenza dell'onda.
Onde meccaniche. Suono. Caratteristiche del suono .
Onda- un disturbo che si propaga nello spazio.
Proprietà generali delle onde:
trasferire energia;
avere impulso (esercitare pressione sui corpi);
al confine di due mezzi si riflettono e si rifrangono;
vengono assorbiti dall'ambiente;
diffrazione;
interferenza;
dispersione;
La velocità delle onde dipende dal mezzo attraverso il quale passano le onde.
Onde meccaniche (elastiche).
Un caso speciale di onde meccaniche - onde sulla superficie di un liquido, onde che nascono e si propagano lungo la superficie libera di un liquido o all'interfaccia di due liquidi immiscibili. Si formano sotto l'influenza influenza esterna, a seguito del quale la superficie del liquido viene rimossa dallo stato di equilibrio. In questo caso sorgono forze che ristabiliscono l’equilibrio: le forze della tensione superficiale e della gravità.
Esistono due tipi di onde meccaniche
Le onde longitudinali, accompagnate da deformazioni di trazione e compressione, possono propagarsi in qualsiasi mezzo elastico: gas, liquidi e solidi. Le onde trasversali si propagano in quei mezzi in cui compaiono forze elastiche durante la deformazione di taglio, cioè nei solidi.
Le semplici onde armoniche o sinusoidali sono di notevole interesse per la pratica. L'equazione di un'onda sinusoidale piana è:
- il cosidetto numero d'onda ,
– frequenza circolare ,
UN - ampiezza della vibrazione delle particelle.
La figura mostra “istantanee” di un'onda trasversale in due punti nel tempo: t e t + Δt. Durante il tempo Δt l'onda si è spostata lungo l'asse OX fino ad una distanza υΔt. Tali onde sono solitamente chiamate onde viaggianti.
La lunghezza d'onda λ è la distanza tra due punti adiacenti sull'asse OX, oscillanti nelle stesse fasi. Distanza, pari alla lunghezza onda λ, l'onda viaggia in un periodo T, quindi
λ = υT, dove υ è la velocità di propagazione delle onde.
Per qualsiasi punto selezionato sul grafico del processo ondoso (ad esempio, per il punto A), nel tempo t la coordinata x di questo punto cambia e il valore dell'espressione ωt – kx non cambia. Dopo un periodo di tempo Δt, il punto A si sposterà lungo l'asse OX fino ad una certa distanza Δx = υΔt. Quindi: ωt – kx = ω(t + Δt) – k(x + Δx) = cost oppure ωΔt = kΔx.
Ciò implica:
Pertanto, un'onda sinusoidale viaggiante ha una doppia periodicità: nel tempo e nello spazio. Il periodo temporale è pari al periodo di oscillazione T delle particelle del mezzo, il periodo spaziale è pari alla lunghezza d'onda λ. Il numero d'onda è l'analogo spaziale della frequenza circolare.
Suono.
Qualsiasi processo oscillatorio è descritto dall'equazione. Deriva anche per le vibrazioni sonore:
Caratteristiche fondamentali delle onde sonore
|
Percezione soggettiva del suono (volume, altezza, timbro) |
Caratteristiche fisiche oggettive del suono (velocità, intensità, spettro) |
La velocità del suono in qualsiasi mezzo gassoso si calcola con la formula:
β - comprimibilità adiabatica del mezzo,
ρ - densità.
Applicazione del suono
Gli ecolocalizzatori utilizzati sott'acqua sono chiamati sonar o sonar (il nome sonar deriva da lettere iniziali tre parole inglesi: suono - suono; navigazione - navigazione; intervallo - intervallo). I sonar sono indispensabili per studiare il fondale marino (il suo profilo, profondità), per rilevare e studiare vari oggetti che si muovono in profondità sott'acqua. Con il loro aiuto è possibile individuare facilmente sia singoli oggetti o animali di grandi dimensioni che banchi di piccoli pesci o molluschi.
Le onde di frequenza ultrasonica sono ampiamente utilizzate in medicina scopi diagnostici. Gli scanner a ultrasuoni consentono di esaminare organi interni persona. Le radiazioni ultrasoniche sono meno dannose per l’uomo rispetto ai raggi X.
Onde elettromagnetiche.
Le loro proprietà.
Onda elettromagnetica è un campo elettromagnetico che si propaga nello spazio nel tempo.
Le onde elettromagnetiche possono essere eccitate solo da cariche in rapido movimento.
L'esistenza delle onde elettromagnetiche fu prevista teoricamente dal grande fisico inglese J. Maxwell nel 1864. Ha proposto una nuova interpretazione della legge induzione elettromagnetica Faraday e sviluppò ulteriormente le sue idee.
Qualsiasi cambiamento nel campo magnetico genera un vortice nello spazio circostante campo elettrico, un campo elettrico variabile nel tempo genera un campo magnetico nello spazio circostante.
Figura 1. Un campo elettrico alternato genera un campo magnetico alternato e viceversa
Proprietà delle onde elettromagnetiche basate sulla teoria di Maxwell:
Onde elettromagnetiche trasversale – I vettori e sono perpendicolari tra loro e giacciono su un piano perpendicolare alla direzione di propagazione.
Figura 2. Propagazione delle onde elettromagnetiche
Elettrico e campo magnetico in un'onda viaggiante cambiano in una fase.
I vettori in un'onda elettromagnetica viaggiante formano la cosiddetta terna destrorsa di vettori.
Le oscillazioni dei vettori avvengono in fase: nello stesso momento, in un punto dello spazio, le proiezioni delle intensità del campo elettrico e magnetico raggiungono il massimo, il minimo o lo zero.
Le onde elettromagnetiche si propagano nella materia con velocità terminale
Dove sono la permeabilità dielettrica e magnetica del mezzo (da loro dipende la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica nel mezzo),
Costanti elettriche e magnetiche.
Velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto
Densità del flusso di energia elettromagnetica
Ointensità
J
è l'energia elettromagnetica trasferita da un'onda nell'unità di tempo attraverso una superficie di unità di area:
,
Sostituendo qui le espressioni per , e υ, e tenendo conto dell'uguaglianza delle densità volumetriche di energia dei campi elettrico e magnetico nell'onda elettromagnetica, possiamo ottenere:
Le onde elettromagnetiche possono essere polarizzate.
Anche le onde elettromagnetiche hanno tutte le proprietà fondamentali delle onde : trasferiscono energia, hanno quantità di moto, si riflettono e rifrangono all'interfaccia tra due mezzi, assorbiti dal mezzo, presentano proprietà di dispersione, diffrazione e interferenza.
Gli esperimenti di Hertz (rilevazione sperimentale delle onde elettromagnetiche)
Per la prima volta furono studiate sperimentalmente le onde elettromagnetiche
Herz nel 1888 Ha sviluppato un progetto di successo per un generatore di oscillazioni elettromagnetiche (vibratore Hertz) e un metodo per rilevarne la risonanza.
Il vibratore era costituito da due conduttori lineari, alle estremità dei quali c'erano sfere metalliche che formavano uno spinterometro. Quando veniva applicata l'alta tensione dalla bobina di induzione all'induttore, una scintilla saltava attraverso lo spazio e lo cortocircuitava. Durante la sua combustione, il circuito ha sperimentato un gran numero di esitazione. Il ricevitore (risonatore) era costituito da un filo con uno spinterometro. La presenza di risonanza è stata espressa dalla comparsa di scintille nello spinterometro del risonatore in risposta a una scintilla che si forma nel vibratore.
Pertanto, gli esperimenti di Hertz fornirono una solida base per la teoria di Maxwell. Le onde elettromagnetiche previste da Maxwell si sono rivelate realizzate sperimentalmente.
PRINCIPI DELLA RADIOCOMUNICAZIONE
Comunicazione radiofonica – trasmissione e ricezione di informazioni mediante onde radio.
Il 24 marzo 1896, in una riunione del dipartimento di fisica della Società fisica-chimica russa, Popov, utilizzando i suoi strumenti, dimostrò chiaramente la trasmissione di segnali su una distanza di 250 m, trasmettendo il primo radiogramma di due parole al mondo "Heinrich Hertz" .
SCHEMA DEL RICEVITORE A.S. POPOV
Popov utilizzava la comunicazione radiotelegrafica (trasmissione di segnali di diversa durata), tale comunicazione può essere effettuata solo utilizzando un codice. Come sorgente di onde radio veniva utilizzato un trasmettitore a scintilla con un vibratore Hertz e come ricevitore serviva un coherer, un tubo di vetro con limatura metallica, la cui resistenza diminuisce centinaia di volte quando un'onda elettromagnetica lo colpisce. Per aumentare la sensibilità del coherer, un'estremità era collegata a terra e l'altra era collegata a un filo sollevato sopra la Terra, la lunghezza totale dell'antenna era pari a un quarto della lunghezza d'onda. Il segnale del trasmettitore a scintilla svanisce rapidamente e non può essere trasmesso su lunghe distanze.
Per le comunicazioni radiotelefoniche (trasmissione di parlato e musica), viene utilizzato un segnale modulato ad alta frequenza. Un segnale a bassa frequenza (sonora) trasporta informazioni, ma praticamente non viene emesso, e un segnale ad alta frequenza viene emesso bene, ma non trasporta informazioni. La modulazione viene utilizzata per le comunicazioni radiotelefoniche.
Modulazione – il processo di stabilire una corrispondenza tra i parametri dei segnali HF e LF.
Nell'ingegneria radiofonica vengono utilizzati diversi tipi di modulazione: ampiezza, frequenza, fase.
Modulazione d'ampiezza - una variazione dell'ampiezza delle vibrazioni (elettriche, meccaniche, ecc.), che avviene ad una frequenza molto inferiore alla frequenza delle vibrazioni stesse.
Un'oscillazione armonica di alta frequenza ω è modulata in ampiezza da un'oscillazione armonica di bassa frequenza Ω (τ = 1/Ω è il suo periodo), t è il tempo, A è l'ampiezza dell'oscillazione ad alta frequenza, T è il suo periodo.
Circuito di comunicazione radio che utilizza il segnale AM
Generatore di modulazione di ampiezza
L'ampiezza del segnale RF viene modificata in base all'ampiezza del segnale LF, quindi il segnale modulato viene irradiato dall'antenna trasmittente.
In un ricevitore radio, l'antenna ricevente capta le onde radio; nel circuito oscillante, per risonanza, il segnale su cui è sintonizzato il circuito (la frequenza portante della stazione trasmittente) viene isolato e amplificato, quindi è necessario per isolare la componente a bassa frequenza del segnale.
Radiorivelatore
Rilevamento – il processo di conversione di un segnale ad alta frequenza in un segnale a bassa frequenza. Il segnale ricevuto dopo il rilevamento corrisponde al segnale sonoro che agiva sul microfono del trasmettitore. Una volta amplificate, le vibrazioni a bassa frequenza possono essere trasformate in suono.
Rivelatore (demodulatore)
Il diodo viene utilizzato per raddrizzare la corrente alternata
a) Segnale AM, b) segnale rilevato
RADAR
Rilevazione e definizione precisa viene chiamata la posizione degli oggetti e la velocità del loro movimento utilizzando le onde radio radar . Il principio del radar si basa sulla proprietà di riflessione delle onde elettromagnetiche provenienti dai metalli.
1 - antenna rotante; 2 - interruttore dell'antenna; 3 - trasmettitore; 4 - ricevitore; 5 - scanner; 6 - indicatore di distanza; 7 - indicatore di direzione.
Per i radar vengono utilizzate le onde radio ad alta frequenza (VHF), con il loro aiuto si forma facilmente un raggio diretto e la potenza della radiazione è elevata. Nel campo del metro e del decimetro ci sono sistemi vibranti a reticolo, nel campo del centimetro e del millimetro ci sono emettitori parabolici. La localizzazione può essere effettuata sia in modalità continua (per rilevare un bersaglio) che in modalità pulsata (per determinare la velocità di un oggetto).
Aree di applicazione del radar:
Aviazione, astronautica, marina: sicurezza del traffico navale con qualsiasi tempo e in qualsiasi ora del giorno, prevenzione delle collisioni, sicurezza del decollo, ecc. atterraggi di aerei.
Affari militari: rilevamento tempestivo di aerei o missili nemici, regolazione automatica del fuoco antiaereo.
Radar dei pianeti: misurare la distanza da essi, chiarire i parametri delle loro orbite, determinare il periodo di rotazione, osservare la topografia superficiale. Nell'ex Unione Sovietica (1961) - radar di Venere, Mercurio, Marte, Giove. Negli Stati Uniti e in Ungheria (1946) - un esperimento sulla ricezione di un segnale riflesso dalla superficie della Luna.
Il circuito di telecomunicazione è, in linea di principio, uguale al circuito di comunicazione radio. La differenza è che, inoltre segnale sonoro L'immagine e i segnali di controllo (cambio di linea e cambio di frame) vengono trasmessi per sincronizzare il funzionamento del trasmettitore e del ricevitore. Nel trasmettitore questi segnali vengono modulati e trasmessi, nel ricevitore vengono captati dall'antenna e ciascuno segue il proprio percorso per l'elaborazione.
Consideriamo uno dei possibili schemi per convertire un'immagine in onde elettromagnetiche utilizzando un iconoscopio:
Utilizzando un sistema ottico, un'immagine viene proiettata su uno schermo a mosaico; per effetto fotoelettrico, le cellule dello schermo acquisiscono una diversa carica positiva. Il cannone elettronico produce un fascio di elettroni che si muove attraverso lo schermo, scaricando cellule caricate positivamente. Poiché ogni cella è un condensatore, una variazione di carica porta alla comparsa di una tensione variabile, un'oscillazione elettromagnetica. Il segnale viene quindi amplificato e inviato ad un dispositivo modulante. In un cinescopio, il segnale video viene riconvertito in un'immagine (in modi diversi a seconda del principio di funzionamento del cinescopio).
Poiché il segnale televisivo trasporta molte più informazioni di quello radiofonico, il lavoro viene svolto ad alte frequenze (metri, decimetri).
Propagazione delle onde radio.
Onde radio -è un'onda elettromagnetica nella gamma (10 4
Ogni sezione di questa gamma viene utilizzata laddove i suoi benefici possono essere sfruttati al meglio. Le onde radio di diverse gamme viaggiano su distanze diverse. La propagazione delle onde radio dipende dalle proprietà dell'atmosfera. Anche la superficie terrestre, la troposfera e la ionosfera hanno una forte influenza sulla propagazione delle onde radio.
Propagazione radiofonicaè il processo di trasmissione delle oscillazioni elettromagnetiche della portata radio nello spazio da un luogo a un altro, in particolare da un trasmettitore a un ricevitore.
Onde di frequenze diverse si comportano diversamente. Consideriamo più in dettaglio le caratteristiche della propagazione delle onde lunghe, medie, corte e ultracorte.
Propagazione delle onde lunghe.
Le onde lunghe (>1000 m) si propagano:
A distanze fino a 1-2 mila km a causa della diffrazione sulla superficie sferica della Terra. Capace di andare in giro Terra(Figura 1). Quindi la loro propagazione avviene per l'azione guidante della guida d'onda sferica, senza riflessione.
Riso. 1 Qualità della connessione:
Stabilità della ricezione. La qualità della ricezione non dipende dall'ora del giorno, dall'anno o dalle condizioni atmosferiche.
Screpolatura:
A causa del forte assorbimento dell'onda mentre si propaga superficie terrestre richiede una grande antenna e un potente trasmettitore.
Le scariche atmosferiche (fulmini) creano interferenze.
Utilizzo:
La portata viene utilizzata per trasmissioni radiofoniche, comunicazioni radiotelegrafiche, servizi di radionavigazione e comunicazioni con sottomarini.
Ci sono un piccolo numero di stazioni radio che trasmettono segnali orari e bollettini meteorologici.
Le onde medie ( =100..1000 m) si propagano:
Come le onde lunghe, sono in grado di piegarsi attorno alla superficie terrestre.
Come le onde corte, possono anche essere riflesse ripetutamente dalla ionosfera.
Qualità della connessione:
Breve raggio di comunicazione. Le stazioni ad onde medie possono essere ascoltate nel raggio di migliaia di chilometri. Ma c’è un alto livello di interferenze atmosferiche e industriali.
Sono utilizzati per comunicazioni ufficiali e amatoriali, ma anche principalmente per la radiodiffusione.
Le onde corte (=10..100 m) si propagano:
Riflesso ripetutamente dalla ionosfera e dalla superficie terrestre (Fig. 2)
Qualità della connessione:
La qualità della ricezione sulle onde corte dipende in gran parte da vari processi nella ionosfera associati al livello di attività solare, al periodo dell'anno e all'ora del giorno. Non sono necessari trasmettitori ad alta potenza. Non sono adatti alla comunicazione tra stazioni terrestri e veicoli spaziali, poiché non attraversano la ionosfera.
Utilizzo:
Per comunicazioni a lunga distanza. Per la televisione, la radiodiffusione e la comunicazione radio con oggetti in movimento. Operano stazioni radio telegrafiche e telefoniche dipartimentali. Questa gamma è la più “popolata”.
Onde ultracorte (
A volte possono essere riflessi dalle nuvole, dai satelliti artificiali o persino dalla Luna. In questo caso, il raggio di comunicazione potrebbe aumentare leggermente.
La ricezione delle onde ultracorte è caratterizzata da un'udibilità costante, dall'assenza di sbiadimento e da una diminuzione delle varie interferenze.
La comunicazione su queste onde è possibile solo a distanza di linea di vista l(Fig. 7).
Poiché le onde ultracorte non si propagano oltre l'orizzonte, è necessario costruire molti trasmettitori intermedi: ripetitori.
Ripetitore- un dispositivo situato nei punti intermedi delle linee di comunicazione radio, che amplifica i segnali ricevuti e li trasmette ulteriormente.
Ritrasmettere- ricezione di segnali in un punto intermedio, loro amplificazione e trasmissione nella stessa o in un'altra direzione. L'inoltro è progettato per aumentare la portata della comunicazione.
Esistono due metodi di trasmissione: satellitare e terrestre.
Satellitare:
Un satellite relè attivo riceve un segnale da una stazione di terra, lo amplifica e, attraverso un potente trasmettitore direzionale, invia il segnale alla Terra nella stessa direzione o in una direzione diversa.
Terra:
Il segnale viene trasmesso a una stazione radio terrestre analogica o digitale o a una rete di tali stazioni e quindi inviato nella stessa direzione o in una direzione diversa.
1 – trasmettitore radio,
2 – antenna trasmittente, 3 – antenna ricevente, 4 – ricevitore radio.
Utilizzo:
Per la comunicazione con i satelliti terrestri artificiali e
Il VHF è suddiviso nelle seguenti gamme:
onde del metro - da 10 a 1 metro, utilizzati per le comunicazioni telefoniche tra navi, natanti e servizi portuali.
decimetro - da 1 metro a 10 cm, utilizzato per le comunicazioni satellitari.
centimetro - da 10 a 1 cm, utilizzato nei radar.
millimetro - da 1 cm a 1 mm, utilizzato principalmente in medicina.
Lezione – 14. Onde meccaniche.
2. Onda meccanica.
3. Sorgente di onde meccaniche.
4. Sorgente puntiforme delle onde.
5. Onda trasversale.
6. Onda longitudinale.
7. Fronte d'onda.
9. Onde periodiche.
10. Onda armonica.
11. Lunghezza d'onda.
12. Velocità di diffusione.
13. Dipendenza della velocità dell'onda dalle proprietà del mezzo.
14. Principio di Huygens.
15. Riflessione e rifrazione delle onde.
16. Legge della riflessione delle onde.
17. La legge della rifrazione delle onde.
18. Equazione delle onde piane.
19. Energia e intensità delle onde.
20. Il principio di sovrapposizione.
21. Oscillazioni coerenti.
22. Onde coerenti.
23. Interferenza delle onde. a) condizione di interferenza massima, b) condizione di interferenza minima.
24. Interferenza e legge di conservazione dell'energia.
25. Diffrazione delle onde.
26. Principio di Huygens-Fresnel.
27. Onda polarizzata.
29. Volume del suono.
30. Altezza del suono.
31. Timbro del suono.
32. Ultrasuoni.
33. Infrasuoni.
34. Effetto Doppler.
1.Onda - Questo è il processo di propagazione delle vibrazioni di qualsiasi quantità fisica nello spazio. Ad esempio, le onde sonore nei gas o nei liquidi rappresentano la propagazione delle fluttuazioni di pressione e densità in questi mezzi. Un'onda elettromagnetica è il processo di propagazione delle oscillazioni dell'intensità dei campi magnetici elettrici nello spazio.
L'energia e la quantità di moto possono essere trasferite nello spazio mediante trasferimento di materia. Qualsiasi corpo in movimento possiede energia cinetica. Pertanto, trasferisce energia cinetica trasportando materia. Lo stesso corpo, essendo riscaldato, muovendosi nello spazio cede energia termica, trasferendo materia.
Le particelle di un mezzo elastico sono interconnesse. Disturbi, ad es. le deviazioni dalla posizione di equilibrio di una particella vengono trasmesse alle particelle vicine, cioè energia e quantità di moto vengono trasferiti da una particella alle particelle vicine, mentre ciascuna particella rimane vicino alla sua posizione di equilibrio. Pertanto, l'energia e la quantità di moto vengono trasferite lungo una catena da una particella all'altra e non avviene alcun trasferimento di materia.
Quindi, il processo ondoso è un processo di trasferimento di energia e quantità di moto nello spazio senza trasferimento di materia.
2. Onda meccanica o onda elastica– disturbo (oscillazione) che si propaga in un mezzo elastico. Il mezzo elastico in cui si propagano le onde meccaniche è l'aria, l'acqua, il legno, i metalli e altre sostanze elastiche. Le onde elastiche sono chiamate onde sonore.
3. Sorgente di onde meccaniche- un corpo che esegue un movimento oscillatorio mentre si trova in un mezzo elastico, ad esempio diapason vibranti, corde, corde vocali.
4. Sorgente d'onda puntiforme – una sorgente d'onda la cui dimensione può essere trascurata rispetto alla distanza percorsa dall'onda.
5. Onda trasversale - un'onda in cui le particelle del mezzo oscillano in una direzione perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda. Ad esempio, le onde sulla superficie dell'acqua sono onde trasversali, perché le vibrazioni delle particelle d'acqua si verificano in una direzione perpendicolare alla direzione della superficie dell'acqua e l'onda si propaga lungo la superficie dell'acqua. Un'onda trasversale si propaga lungo una corda, un'estremità della quale è fissa, l'altra oscilla nel piano verticale.
Un'onda trasversale può propagarsi solo lungo l'interfaccia tra mezzi diversi.
6. Onda longitudinale - un'onda in cui si verificano oscillazioni nella direzione di propagazione dell'onda. Un'onda longitudinale si forma in una lunga molla elicoidale se un'estremità è soggetta a disturbi periodici diretti lungo la molla. Un'onda elastica che corre lungo una molla rappresenta una sequenza propagante di compressione ed estensione (Fig. 88)
Un'onda longitudinale può propagarsi solo all'interno di un mezzo elastico, ad esempio nell'aria, nell'acqua. Nei solidi e nei liquidi, sia le onde trasversali che quelle longitudinali possono propagarsi contemporaneamente, perché un solido e un liquido sono sempre limitati da una superficie, l'interfaccia tra due mezzi. Ad esempio, se un'asta d'acciaio viene colpita all'estremità con un martello, la deformazione elastica inizierà a diffondersi al suo interno. Un'onda trasversale correrà lungo la superficie dell'asta e un'onda longitudinale (compressione e rarefazione del mezzo) si propagherà al suo interno (Fig. 89).
7. Fronte d'onda (superficie d'onda)– il luogo geometrico dei punti oscillanti nelle stesse fasi. Sulla superficie dell'onda le fasi dei punti oscillanti nel momento considerato hanno lo stesso valore. Se lanci una pietra in un lago calmo, le onde trasversali a forma di cerchio inizieranno a diffondersi sulla superficie del lago dal punto in cui è caduta, con il centro nel punto in cui è caduta la pietra. In questo esempio, il fronte d'onda è un cerchio.
In un'onda sferica, il fronte d'onda è una sfera. Tali onde sono generate da sorgenti puntiformi.
A distanze molto grandi dalla sorgente la curvatura del fronte può essere trascurata e il fronte d’onda può essere considerato piatto. In questo caso l'onda si chiama piana.
8. Fascio – dritto linea normale alla superficie dell'onda. In un'onda sferica, i raggi sono diretti lungo i raggi delle sfere dal centro, dove si trova la sorgente delle onde (Fig. 90).
In un'onda piana, i raggi sono diretti perpendicolarmente alla superficie frontale (Fig. 91).
9. Onde periodiche. Quando si parla di onde si intende un'unica perturbazione che si propaga nello spazio.
Se la sorgente delle onde compie oscillazioni continue, nel mezzo compaiono onde elastiche che si propagano una dopo l'altra. Tali onde sono chiamate periodiche.
10. Onda armonica– un'onda generata da oscillazioni armoniche. Se la sorgente dell'onda fa vibrazioni armoniche, quindi genera onde armoniche - onde in cui le particelle vibrano secondo una legge armonica.
11. Lunghezza d'onda. Lascia che un'onda armonica si propaghi lungo l'asse OX e le oscillazioni in essa si verificano nella direzione dell'asse OY. Quest'onda è trasversale e può essere rappresentata come un'onda sinusoidale (Fig. 92).
Tale onda può essere ottenuta provocando vibrazioni nel piano verticale dell'estremità libera della corda.
La lunghezza d'onda è la distanza tra due punti più vicini A e B, oscillanti nelle stesse fasi (Fig. 92).
12. Velocità di propagazione delle onde – quantità fisica numericamente uguale alla velocità di propagazione delle vibrazioni nello spazio. Dalla fig. 92 ne consegue che il tempo durante il quale l'oscillazione si propaga da punto a punto UN al punto IN, cioè. a distanza la lunghezza d'onda è uguale al periodo di oscillazione. Pertanto, la velocità di propagazione delle onde è uguale a
13. Dipendenza della velocità di propagazione delle onde dalle proprietà del mezzo. La frequenza delle oscillazioni quando si verifica un'onda dipende solo dalle proprietà della sorgente dell'onda e non dipende dalle proprietà del mezzo. La velocità di propagazione delle onde dipende dalle proprietà del mezzo. Pertanto, la lunghezza d'onda cambia quando attraversa l'interfaccia tra due mezzi diversi. La velocità dell'onda dipende dalla connessione tra gli atomi e le molecole del mezzo. Il legame tra atomi e molecole nei liquidi e nei solidi è molto più stretto che nei gas. Pertanto, la velocità delle onde sonore nei liquidi e nei solidi è molto maggiore che nei gas. Nell'aria la velocità del suono è pari a condizioni normali pari a 340, in acqua 1500, e in acciaio 6000.
velocità media movimento termico le molecole nei gas diminuiscono al diminuire della temperatura e, di conseguenza, diminuisce la velocità di propagazione delle onde nei gas. In un mezzo più denso, e quindi più inerte, la velocità dell'onda è inferiore. Se il suono viaggia nell'aria, la sua velocità dipende dalla densità dell'aria. Dove la densità dell’aria è maggiore, la velocità del suono è minore. E viceversa, dove la densità dell’aria è minore, la velocità del suono è maggiore. Di conseguenza, quando il suono si propaga, il fronte d’onda risulta distorto. Sopra una palude o sopra un lago, soprattutto di sera, la densità dell'aria vicino alla superficie a causa del vapore acqueo è maggiore che ad una certa altezza. Pertanto, la velocità del suono vicino alla superficie dell'acqua è inferiore che ad una certa altezza. Di conseguenza, il fronte d'onda si sviluppa in modo tale che parte in alto il fronte si piega sempre più verso la superficie del lago. Si scopre che l'energia di un'onda che viaggia lungo la superficie del lago e l'energia di un'onda che viaggia ad angolo rispetto alla superficie del lago si sommano. Pertanto la sera il suono viaggia bene attraverso il lago. Anche una conversazione tranquilla può essere ascoltata stando sulla sponda opposta.
14. Principio di Huygens– ogni punto della superficie raggiunto questo momento l'onda è la sorgente delle onde secondarie. Disegnando una superficie tangente ai fronti di tutte le onde secondarie, otteniamo il fronte d'onda dell'istante successivo.
Consideriamo, ad esempio, un'onda che si propaga lungo la superficie dell'acqua da un punto DI(Fig.93) Lasciamo al momento T la parte anteriore aveva la forma di un cerchio di raggio R centrato in un punto DI. Nell'istante successivo, ciascuna onda secondaria avrà un fronte a forma di cerchio di raggio, dove V– velocità di propagazione delle onde. Disegnando una superficie tangente ai fronti delle onde secondarie, otteniamo il fronte d'onda nell'istante temporale (Fig. 93)
Se un'onda si propaga in un mezzo continuo, il fronte d'onda è una sfera.
15. Riflessione e rifrazione delle onde. Quando un'onda cade sull'interfaccia tra due mezzi diversi, ogni punto di questa superficie, secondo il principio di Huygens, diventa una sorgente di onde secondarie che si propagano su entrambi i lati della superficie. Pertanto, quando attraversa l'interfaccia tra due mezzi, l'onda viene parzialmente riflessa e parzialmente attraversa questa superficie. Perché Poiché i media sono diversi, la velocità delle onde al loro interno è diversa. Pertanto, quando si attraversa l'interfaccia tra due mezzi, la direzione di propagazione dell'onda cambia, cioè avviene la rifrazione delle onde. Consideriamo, sulla base del principio di Huygens, il processo e le leggi della riflessione e della rifrazione.
16. Legge della riflessione delle onde. Lasciamo che un'onda piana cada su un'interfaccia piana tra due mezzi diversi. Selezioniamo l'area compresa tra i due raggi e (Fig. 94)
Angolo di incidenza - l'angolo tra il raggio incidente e la perpendicolare all'interfaccia nel punto di incidenza.
L'angolo di riflessione è l'angolo tra il raggio riflesso e la perpendicolare all'interfaccia nel punto di incidenza.
Nel momento in cui il raggio raggiunge l'interfaccia nel punto , questo punto diventerà una sorgente di onde secondarie. Il fronte d'onda in questo momento è segnato da un segmento di linea retta AC(Fig.94). Di conseguenza, in questo momento il raggio deve ancora percorrere il percorso verso l'interfaccia NE. Lascia che il raggio percorra questo percorso nel tempo. I raggi incidenti e riflessi si propagano su un lato dell'interfaccia, quindi le loro velocità sono le stesse e uguali V. Poi .
Durante il tempo l'onda secondaria dal punto UN andrà per la strada. Quindi . Triangoli rettangoli e sono uguali, perché - ipotenusa comune e cateti. Dall'uguaglianza dei triangoli segue l'uguaglianza degli angoli 
. Ma anche, cioè .
Formuliamo ora la legge della riflessione delle onde: raggio incidente, raggio riflesso , perpendicolari all'interfaccia tra due mezzi, ripristinati nel punto di incidenza, giacciono sullo stesso piano; l'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione.
17. Legge della rifrazione delle onde. Lasciamo che un'onda piana passi attraverso un'interfaccia piatta tra due mezzi. Inoltre l'angolo di incidenza è diverso da zero (Fig. 95).
L'angolo di rifrazione è l'angolo tra il raggio rifratto e la perpendicolare all'interfaccia, ripristinata nel punto di incidenza.
Indichiamo anche la velocità di propagazione delle onde nei mezzi 1 e 2. Nel momento in cui il raggio raggiunge l'interfaccia nel punto UN, questo punto diventerà una fonte di onde che si propagano nel secondo mezzo: un raggio, e il raggio deve ancora viaggiare verso la superficie. Sia il tempo impiegato dal raggio per viaggiare NE, Poi . Nello stesso tempo, nel secondo mezzo il raggio percorrerà il cammino. Perché , quindi e .
Triangoli e rettangoli con ipotenusa comune e = sono come angoli con i lati reciprocamente perpendicolari. Per gli angoli e scriviamo le seguenti uguaglianze
.
Considerando che , otteniamo
Formuliamo ora la legge della rifrazione delle onde: Il raggio incidente, il raggio rifratto e la perpendicolare all'interfaccia tra i due mezzi, ripristinata nel punto di incidenza, giacciono sullo stesso piano; il rapporto tra il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di rifrazione è un valore costante per due dati mezzi ed è chiamato indice di rifrazione relativo per due dati mezzi.
18. Equazione delle onde piane. Particelle del mezzo situate a distanza S dalla sorgente le onde cominciano ad oscillare solo quando l'onda la raggiunge. Se Vè la velocità di propagazione dell'onda, quindi le oscillazioni inizieranno con un ritardo di tempo
Se la sorgente delle onde oscilla secondo una legge armonica, allora per una particella situata a distanza S dalla fonte scriviamo la legge delle oscillazioni nella forma
.
Inseriamo il valore 
, chiamato numero d'onda. Mostra quante lunghezze d'onda si adattano a una distanza pari alle unità lunghezza. Ora la legge delle oscillazioni di una particella di un mezzo situata a distanza S dalla fonte scriveremo nel modulo
.
Questa equazione determina lo spostamento di un punto oscillante in funzione del tempo e della distanza dalla sorgente dell'onda ed è chiamata equazione dell'onda piana.
19. Energia e intensità delle onde. Ogni particella raggiunta dall'onda vibra e quindi possiede energia. Lasciamo che un'onda con ampiezza si propaghi in un certo volume di un mezzo elastico UN e frequenza ciclica. Ciò significa che l'energia di vibrazione media in questo volume è uguale a
Dove M - massa del volume assegnato del mezzo.
La densità di energia media (media sul volume) è l'energia delle onde per unità di volume del mezzo
, dove è la densità del mezzo.
Intensità delle onde– una quantità fisica numericamente uguale all’energia che un’onda trasferisce nell’unità di tempo attraverso un’area unitaria di un piano perpendicolare alla direzione di propagazione dell’onda (attraverso un’area unitaria del fronte d’onda), cioè
.
La potenza media dell'onda è l'energia totale media trasferita dall'onda per unità di tempo attraverso una superficie con area S. Otteniamo la potenza media delle onde moltiplicando l'intensità delle onde per l'area S
20.Il principio di sovrapposizione (overlay). Se le onde provenienti da due o più sorgenti si propagano in un mezzo elastico, allora, come mostrano le osservazioni, le onde si attraversano senza influenzarsi affatto. In altre parole, le onde non interagiscono tra loro. Ciò è spiegato dal fatto che entro i limiti della deformazione elastica, la compressione e la tensione in una direzione non influenzano in alcun modo le proprietà elastiche nelle altre direzioni.
Pertanto ogni punto del mezzo in cui arrivano due o più onde prende parte alle oscillazioni provocate da ciascuna onda. In questo caso, lo spostamento risultante di una particella del mezzo in qualsiasi momento è uguale alla somma geometrica degli spostamenti causati da ciascuno dei processi oscillatori risultanti. Questa è l'essenza del principio di sovrapposizione o sovrapposizione di vibrazioni.
Il risultato dell'aggiunta di oscillazioni dipende dall'ampiezza, dalla frequenza e dalla differenza di fase dei processi oscillatori risultanti.
21. Oscillazioni coerenti – oscillazioni con la stessa frequenza e differenza di fase costante nel tempo.
22.Onde coerenti– onde della stessa frequenza o della stessa lunghezza d'onda, la cui differenza di fase in un dato punto dello spazio rimane costante nel tempo.
23.Interferenza delle onde– il fenomeno di un aumento o diminuzione dell’ampiezza dell’onda risultante quando due o più onde coerenti si sovrappongono.
UN) . Condizioni massime di interferenza. Lascia che le onde provenienti da due sorgenti coerenti si incontrino in un punto UN(Fig.96).
Spostamenti di particelle medie in un punto UN, causato da ciascuna onda separatamente, scriveremo secondo l'equazione d'onda nel modulo
dove e , , 
- ampiezza e fase delle oscillazioni provocate dalle onde in un punto UN, e sono le distanze del punto, 
- la differenza tra queste distanze o la differenza del corso delle onde.
A causa della differenza del corso delle onde, la seconda onda è ritardata rispetto alla prima. Ciò significa che la fase delle oscillazioni nella prima onda è in anticipo rispetto alla fase delle oscillazioni nella seconda onda, cioè . La loro differenza di fase rimane costante nel tempo.
Per arrivare al punto UN le particelle oscillano con la massima ampiezza, le creste di entrambe le onde o i loro avvallamenti devono raggiungere il punto UN contemporaneamente nelle stesse fasi o con una differenza di fase pari a , dove N - un numero intero e - è il periodo delle funzioni seno e coseno,
Qui scriviamo quindi nella forma la condizione di massimo dell'interferenza
Dov'è un numero intero.
Quindi, quando si sovrappongono onde coerenti, l'ampiezza dell'oscillazione risultante è massima se la differenza nei percorsi d'onda è uguale a un numero intero di lunghezze d'onda.
B) Condizione minima di interferenza. Ampiezza dell'oscillazione risultante in un punto UNè minimo se la cresta e il valle di due onde coerenti arrivano simultaneamente a questo punto. Ciò significa che a questo punto arriveranno un centinaio di onde in antifase, cioè la loro differenza di fase è uguale a o 
, dove è un numero intero.
Otteniamo la condizione per il minimo di interferenza eseguendo trasformazioni algebriche:
Pertanto, l'ampiezza delle oscillazioni quando due onde coerenti sono sovrapposte è minima se la differenza nei percorsi delle onde è uguale ad un numero dispari di semionde.
24. Interferenza e legge di conservazione dell'energia. Quando le onde interferiscono in punti di interferenza minima, l'energia delle oscillazioni risultanti è inferiore all'energia delle onde interferenti. Ma nei luoghi di massima interferenza, l'energia delle oscillazioni risultanti supera la somma delle energie delle onde interferenti nella misura in cui l'energia nei luoghi di minima interferenza è diminuita.
Quando le onde interferiscono, l'energia di oscillazione viene ridistribuita nello spazio, ma la legge di conservazione viene rispettata rigorosamente.
25.Diffrazione delle onde– il fenomeno di un’onda che si piega attorno ad un ostacolo, cioè deviazione dalla propagazione dell'onda rettilinea.
La diffrazione è particolarmente evidente quando la dimensione dell'ostacolo è inferiore alla lunghezza d'onda o paragonabile ad essa. Lascia che ci sia uno schermo con un foro nel percorso di propagazione di un'onda piana, il cui diametro è paragonabile alla lunghezza d'onda (Fig. 97).
Secondo il principio di Huygens, ogni punto del buco diventa sorgente delle stesse onde. La dimensione del buco è così piccola che tutte le sorgenti delle onde secondarie si trovano così vicine l'una all'altra da poter essere tutte considerate un punto: un'unica sorgente di onde secondarie.
Se sul percorso dell'onda viene posizionato un ostacolo, la cui dimensione è paragonabile alla lunghezza d'onda, i bordi, secondo il principio di Huygens, diventano una sorgente di onde secondarie. Ma la dimensione dell'ostruzione è così piccola che i suoi bordi possono essere considerati coincidenti, cioè l'ostacolo stesso è una sorgente puntiforme di onde secondarie (Fig. 97).
Il fenomeno della diffrazione è facilmente osservabile quando le onde si propagano sulla superficie dell'acqua. Quando l'onda raggiunge un'asta sottile e immobile, diventa la sorgente delle onde (Fig. 99).
25. Principio di Huygens-Fresnel. Se le dimensioni del foro superano significativamente la lunghezza d'onda, l'onda, passando attraverso il foro, si propaga in linea retta (Fig. 100).
Se la dimensione dell'ostacolo supera notevolmente la lunghezza d'onda, dietro l'ostacolo si forma una zona d'ombra (Fig. 101). Questi esperimenti contraddicono il principio di Huygens. Il fisico francese Fresnel integrò il principio di Huygens con l'idea della coerenza delle onde secondarie. Ogni punto in cui arriva un'onda diventa sorgente delle onde stesse, cioè onde coerenti secondarie. Pertanto le onde sono assenti solo laddove sono soddisfatte le condizioni per un minimo di interferenza per le onde secondarie.
26. Onda polarizzata– un’onda trasversale in cui tutte le particelle oscillano sullo stesso piano. Se l'estremità libera della corda oscilla su un piano, lungo il cavo si propaga un'onda polarizzata sul piano. Se l'estremità libera della corda oscilla in direzioni diverse, l'onda che si propaga lungo la corda non è polarizzata. Se un ostacolo sotto forma di una stretta fenditura viene posto sul percorso di un'onda non polarizzata, dopo aver attraversato la fenditura l'onda diventa polarizzata, perché l'asola permette il passaggio delle vibrazioni della corda.
Se una seconda fessura viene posizionata sul percorso di un'onda polarizzata parallelamente alla prima, l'onda la attraverserà liberamente (Fig. 102).
Se la seconda fessura è posizionata ad angolo retto rispetto alla prima, la diffusione del bue si fermerà. Un dispositivo che seleziona le vibrazioni che si verificano su un piano specifico è chiamato polarizzatore (prima fenditura). Il dispositivo che determina il piano di polarizzazione è chiamato analizzatore.
27.Suono - Questo è il processo di propagazione della compressione e della rarefazione in un mezzo elastico, ad esempio in gas, liquidi o metalli. La propagazione della compressione e della rarefazione avviene a seguito della collisione di molecole.
28. Volume del suono questa è la forza di influenza onda sonora SU timpano orecchio umano, che proviene dalla pressione sonora.
Pressione sonora – Questa è la pressione aggiuntiva che si verifica in un gas o liquido quando si propaga un'onda sonora. La pressione sonora dipende dall'ampiezza della vibrazione della sorgente sonora. Se facciamo suonare il diapason con un colpo leggero, otteniamo lo stesso volume. Ma se il diapason viene colpito più forte, l'ampiezza delle sue vibrazioni aumenterà e suonerà più forte. Pertanto, l'intensità del suono è determinata dall'ampiezza della vibrazione della sorgente sonora, ad es. ampiezza delle fluttuazioni della pressione sonora.
29. Altezza del suono determinato dalla frequenza delle oscillazioni. Più alta è la frequenza del suono, più alto è il tono.
Vibrazioni sonore che si verificano secondo la legge armonica sono percepiti come un tono musicale. Di solito il suono è un suono complesso, ovvero un insieme di vibrazioni con frequenze simili.
Il tono fondamentale di un suono complesso è il tono corrispondente alla frequenza più bassa nell'insieme delle frequenze di un dato suono. I toni corrispondenti alle altre frequenze di un suono complesso sono detti sovratoni.
30. Timbro sonoro. I suoni con lo stesso tono fondamentale differiscono nel timbro, che è determinato da un insieme di sovratoni.
Ogni persona ha il suo timbro unico. Pertanto possiamo sempre distinguere la voce di una persona da quella di un'altra persona, anche quando i toni fondamentali sono gli stessi.
31.Ultrasuoni. L'orecchio umano percepisce suoni le cui frequenze vanno da 20 Hz a 20.000 Hz.
I suoni con frequenze superiori a 20.000 Hz sono chiamati ultrasuoni. Gli ultrasuoni viaggiano sotto forma di fasci stretti e vengono utilizzati nel rilevamento dei sonar e dei difetti. Gli ultrasuoni possono essere utilizzati per determinare la profondità del fondale marino e rilevare difetti in varie parti.
Ad esempio, se il binario non presenta crepe, gli ultrasuoni emessi da un'estremità del binario, riflessi dall'altra estremità, produrranno solo un'eco. Se sono presenti delle crepe, gli ultrasuoni verranno riflessi dalle fessure e gli strumenti registreranno diversi echi. Per rilevare viene utilizzata l'ecografia sottomarini, banchi di pesci. Pipistrello naviga nello spazio utilizzando gli ultrasuoni.
32. Infrasuoni– suono con una frequenza inferiore a 20Hz. Questi suoni sono percepiti da alcuni animali. La loro fonte sono spesso le vibrazioni della crosta terrestre durante i terremoti.
33. effetto Dopplerè la dipendenza della frequenza dell'onda percepita dal movimento della sorgente o del ricevitore delle onde.
Poggiamo una barca sulla superficie di un lago e lasciamo che le onde si battano contro la sua sponda con una certa frequenza. Se la barca inizia a muoversi contro la direzione di propagazione delle onde, la frequenza delle onde che colpiscono i lati della barca aumenterà. Inoltre, maggiore è la velocità della barca, maggiore è la frequenza delle onde che colpiscono la fiancata. Al contrario, quando la barca si muove nella direzione di propagazione delle onde, la frequenza degli impatti diminuirà. Questi ragionamenti possono essere facilmente compresi dalla Fig. 103.
Maggiore è la velocità del traffico in arrivo, minore sarà il tempo impiegato per coprire la distanza tra i due crinali più vicini, ovvero quelli meno periodo onde e maggiore è la frequenza dell'onda rispetto alla barca.
Se l'osservatore è immobile, ma la sorgente delle onde è in movimento, la frequenza dell'onda percepita dall'osservatore dipende dal movimento della sorgente.
Lasciamo che un airone attraversi un lago poco profondo verso l'osservatore. Ogni volta che mette il piede nell'acqua, le onde si diffondono in cerchi da questo luogo. E ogni volta che la distanza tra la prima e l'ultima onda diminuisce, ad es. si adatta a una distanza più breve numero maggiore creste e avvallamenti. Pertanto, per un osservatore fermo nella direzione in cui sta camminando l'airone, la frequenza aumenta. E viceversa, per un osservatore stazionario situato in un punto diametralmente opposto a una distanza maggiore, ci sono lo stesso numero di creste e di avvallamenti. Pertanto per questo osservatore la frequenza diminuisce (Fig. 104).
Con onde di qualsiasi origine, in determinate condizioni, si possono osservare i quattro fenomeni elencati di seguito, che prenderemo in considerazione utilizzando l'esempio delle onde sonore nell'aria e delle onde sulla superficie dell'acqua.
Riflessione delle onde. Facciamo un esperimento con un generatore di corrente a frequenza audio a cui è collegato un altoparlante (altoparlante), come mostrato in Fig. "UN". Sentiremo un fischio. All'altra estremità del tavolo posizioneremo un microfono collegato ad un oscilloscopio. Poiché sullo schermo appare una sinusoide di bassa ampiezza, significa che il microfono percepisce un suono debole.
Posizioniamo ora la scacchiera sopra il tavolo, come mostrato in Fig. “b”. Poiché l'ampiezza sullo schermo dell'oscilloscopio è aumentata, il suono che raggiunge il microfono è diventato più forte. Questo e molti altri esperimenti lo suggeriscono Le onde meccaniche di qualsiasi origine hanno la capacità di essere riflesse dall'interfaccia tra due mezzi.
Rifrazione delle onde. Passiamo all'immagine, che mostra le onde che si infrangono sulle secche costiere (vista dall'alto). La spiaggia sabbiosa è raffigurata in grigio-giallo e la parte profonda del mare è blu. Tra di loro c'è un banco di sabbia - acque poco profonde.
Le onde che viaggiano in acque profonde viaggiano nella direzione della freccia rossa. Nel punto in cui l'onda si incaglia, si rifrange, cioè cambia la direzione di propagazione. Pertanto, la freccia blu che indica la nuova direzione di propagazione delle onde è posizionata diversamente.
Questa e molte altre osservazioni lo dimostrano Le onde meccaniche di qualsiasi origine possono essere rifratte quando cambiano le condizioni di propagazione, ad esempio all'interfaccia tra due mezzi.
Diffrazione delle onde. Tradotto dal latino, “diffractus” significa “rotto”. Nella fisica La diffrazione è la deviazione delle onde dalla propagazione rettilinea nello stesso mezzo, portandole a piegarsi attorno agli ostacoli.
Ora osserva un altro modello di onde sulla superficie del mare (vista dalla riva). Le onde che corrono verso di noi da lontano sono oscurate da un grande scoglio sulla sinistra, ma allo stesso tempo lo circondano parzialmente. Lo scoglio più piccolo a destra non costituisce affatto una barriera per le onde: lo aggirano completamente, diffondendosi nella stessa direzione.
Gli esperimenti lo dimostrano la diffrazione si manifesta più chiaramente se la lunghezza d'onda incidente più dimensioni ostacoli. Dietro di lui l'onda si allarga come se non ci fossero ostacoli.
Interferenza delle onde. Abbiamo esaminato i fenomeni legati alla propagazione di una singola onda: riflessione, rifrazione e diffrazione. Consideriamo ora la propagazione con due o più onde sovrapposte tra loro: fenomeno dell'interferenza(dal latino “inter” - reciprocamente e “ferio” - colpisco). Studiamo sperimentalmente questo fenomeno.
Collegheremo due altoparlanti collegati in parallelo al generatore di corrente di audiofrequenza. Il ricevitore del suono, come nel primo esperimento, sarà un microfono collegato ad un oscilloscopio.
Iniziamo a spostare il microfono verso destra. L'oscilloscopio mostrerà che il suono diventa sempre più debole e più forte, nonostante il microfono si allontani dagli altoparlanti. Riportiamo il microfono sulla linea centrale tra gli altoparlanti, quindi spostiamolo a sinistra, allontanandolo nuovamente dagli altoparlanti. L'oscilloscopio ci mostrerà nuovamente l'indebolimento e il rafforzamento del suono.
Questo e molti altri esperimenti lo dimostrano in uno spazio in cui si propagano più onde, la loro interferenza può portare alla comparsa di regioni alternate con amplificazione e indebolimento delle oscillazioni.
§ 1.7. Onde meccaniche
Le oscillazioni di una sostanza o di un campo che si propaga nello spazio sono chiamate onde. Le vibrazioni della materia generano onde elastiche (un caso particolare è il suono).
Onda meccanicaè la propagazione delle vibrazioni delle particelle in un mezzo nel tempo.
Le onde si propagano in un mezzo continuo a causa delle interazioni tra le particelle. Se una particella entra in movimento oscillatorio, a causa dell'accoppiamento elastico, questo movimento viene trasmesso alle particelle vicine e l'onda si propaga. In questo caso, le particelle oscillanti stesse non si muovono insieme all'onda, ma esitare vicino al loro posizioni di equilibrio.
Onde longitudinali– si tratta di onde in cui la direzione di oscillazione delle particelle x coincide con la direzione di propagazione dell'onda 
. Le onde longitudinali si propagano nei gas, nei liquidi e nei solidi.
P 
onde operistiche– si tratta di onde in cui la direzione di vibrazione delle particelle è perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda 
. Le onde trasversali si propagano solo nei mezzi solidi.
Le onde hanno una doppia periodicità: nel tempo e nello spazio. Periodicità nel tempo significa che ciascuna particella del mezzo oscilla attorno alla sua posizione di equilibrio, e questo movimento si ripete con un periodo di oscillazione T. Periodicità nello spazio significa che il movimento oscillatorio delle particelle del mezzo si ripete a determinate distanze tra loro.
La periodicità del processo ondoso nello spazio è caratterizzata da una quantità chiamata lunghezza d'onda e denotata
.
La lunghezza d'onda è la distanza sulla quale un'onda si propaga in un mezzo durante un periodo di oscillazione delle particelle 
.
Da qui 
, Dove 
- periodo di oscillazioni delle particelle, 
- frequenza di oscillazione, 
- la velocità di propagazione delle onde, a seconda delle proprietà del mezzo.
A 
Come scrivere l'equazione delle onde? Lasciamo che un pezzo di corda situato nel punto O (sorgente d'onda) oscilli secondo la legge del coseno
Sia situato un certo punto B a una distanza x dalla sorgente (punto O). ci vuole tempo perché un'onda che si propaga con velocità v lo raggiunga 
. Ciò significa che nel punto B le oscillazioni inizieranno più tardi 
. Questo è. Dopo aver sostituito l'espressione for 
e una serie di trasformazioni matematiche, otteniamo
,
. Introduciamo la notazione: 
. Poi. A causa dell'arbitrarietà della scelta del punto B, questa equazione sarà l'equazione dell'onda piana desiderata 
.
L'espressione sotto il segno coseno è chiamata fase d'onda 
.
E 
Se due punti si trovano a distanze diverse dalla sorgente dell'onda, le loro fasi saranno diverse. Ad esempio, le fasi dei punti B e C situati a distanze 
E 
dalla sorgente d'onda saranno rispettivamente uguali
La differenza nelle fasi delle oscillazioni che si verificano nel punto B e nel punto C sarà denotata da 
e sarà uguale
In questi casi si dice che c'è uno sfasamento Δφ tra le oscillazioni che si verificano nei punti B e C. Si dice che le oscillazioni nei punti B e C avvengano in fase se 
. Se 
, allora le oscillazioni nei punti B e C avvengono in antifase. In tutti gli altri casi si ha semplicemente uno sfasamento.
Il concetto di “lunghezza d’onda” può essere definito diversamente:
Pertanto k è detto numero d'onda.
Abbiamo introdotto la notazione 
e lo ha dimostrato 
. Poi
.
La lunghezza d'onda è il percorso percorso da un'onda durante un periodo di oscillazione.
Definiamo due concetti importanti nella teoria delle onde.
superficie dell'ondaè il luogo geometrico dei punti del mezzo che oscillano nella stessa fase. La superficie dell'onda può passare per qualsiasi punto del mezzo, quindi ce ne sono infiniti.
Le superfici delle onde possono avere qualsiasi forma, e nel caso più semplice sono un insieme di piani (se la sorgente delle onde è un piano infinito), paralleli tra loro, oppure un insieme di sfere concentriche (se la sorgente delle onde è un piano infinito) è un punto).
Fronte d'onda(fronte d'onda) – la posizione geometrica dei punti a cui arrivano le oscillazioni in un dato momento 
. Il fronte d'onda separa la parte di spazio interessata dal processo ondoso dalla regione dove non si sono ancora verificate oscillazioni. Pertanto, il fronte d'onda è una delle superfici d'onda. Separa due regioni: 1 – che l'onda ha raggiunto al tempo t, 2 – non ha raggiunto.
C'è un solo fronte d'onda in ogni momento del tempo e si muove continuamente, mentre le superfici d'onda rimangono immobili (passano attraverso le posizioni di equilibrio delle particelle che oscillano nella stessa fase).
Onda pianaè un'onda in cui le superfici dell'onda (e il fronte d'onda) sono piani paralleli.
Onda sfericaè un'onda le cui superfici d'onda sono sfere concentriche. Equazione delle onde sferiche: 
.
Ciascun punto del mezzo, raggiunto da due o più onde, prenderà parte alle oscillazioni provocate da ciascuna onda separatamente. Quale sarà la fluttuazione risultante? Ciò dipende da una serie di fattori, in particolare dalle proprietà dell'ambiente. Se le proprietà del mezzo non cambiano a causa del processo di propagazione delle onde, il mezzo viene chiamato lineare. L'esperienza dimostra che in un mezzo lineare le onde si propagano indipendentemente l'una dall'altra. Considereremo le onde solo nei mezzi lineari. Quale sarà l'oscillazione del punto raggiunto da due onde contemporaneamente? Per rispondere a questa domanda è necessario capire come trovare l'ampiezza e la fase dell'oscillazione causata da questa doppia influenza. Per determinare l'ampiezza e la fase dell'oscillazione risultante, è necessario trovare gli spostamenti causati da ciascuna onda e poi sommarli. Come? Geometricamente!
Il principio di sovrapposizione (sovrapposizione) delle onde: quando più onde si propagano in un mezzo lineare, ciascuna di esse si propaga come se le altre onde fossero assenti, e lo spostamento risultante di una particella del mezzo in ogni momento è uguale alla somma geometrica di gli spostamenti che le particelle ricevono partecipando a ciascuna delle componenti dei processi ondulatori.
Un concetto importante della teoria delle onde è il concetto coerenza: occorrenza coordinata nel tempo e nello spazio di diversi processi oscillatori o ondulatori. Se la differenza di fase delle onde che arrivano al punto di osservazione non dipende dal tempo, vengono chiamate tali onde coerente. Ovviamente solo le onde che hanno la stessa frequenza possono essere coerenti.
R 
Consideriamo quale sarà il risultato della somma di due onde coerenti che arrivano in un certo punto dello spazio (punto di osservazione) B. Per semplificare i calcoli matematici, assumeremo che le onde emesse dalle sorgenti S 1 e S 2 abbiano il stessa ampiezza e fasi iniziali sono pari a zero. Nel punto di osservazione (nel punto B), le onde provenienti dalle sorgenti S 1 e S 2 causeranno vibrazioni delle particelle del mezzo: 
E 
. Troviamo l'oscillazione risultante nel punto B come somma.
Tipicamente, l'ampiezza e la fase dell'oscillazione risultante che si verifica nel punto di osservazione vengono trovate utilizzando il metodo del diagramma vettoriale, rappresentando ciascuna oscillazione come un vettore rotante con una velocità angolare ω. La lunghezza del vettore è uguale all'ampiezza dell'oscillazione. Inizialmente, questo vettore forma un angolo con la direzione selezionata uguale alla fase iniziale delle oscillazioni. Quindi l'ampiezza dell'oscillazione risultante è determinata dalla formula.
Nel nostro caso di somma di due oscillazioni con ampiezze 
,
e fasi 
,
.
Di conseguenza, l'ampiezza delle oscillazioni che si verificano nel punto B dipende dalla differenza dei percorsi 
attraversato da ciascuna onda separatamente dalla sorgente al punto di osservazione ( 
– differenza nel percorso delle onde che arrivano al punto di osservazione). I minimi o i massimi di interferenza possono essere osservati in quei punti per i quali 
. E questa è l'equazione di un'iperbole con fuochi nei punti S 1 e S 2.
In quei punti dello spazio per i quali 
, l'ampiezza delle oscillazioni risultanti sarà massima e uguale a 
. Perché 
, quindi l'ampiezza delle oscillazioni sarà massima in quei punti per i quali.
in quei punti dello spazio per i quali 
, l'ampiezza delle oscillazioni risultanti sarà minima e pari a 
.l'ampiezza delle oscillazioni sarà minima in quei punti per i quali .
Il fenomeno della ridistribuzione dell'energia risultante dalla somma di un numero finito di onde coerenti è chiamato interferenza.
Il fenomeno delle onde che si piegano attorno agli ostacoli è chiamato diffrazione.
A volte la diffrazione è chiamata qualsiasi deviazione della propagazione delle onde vicino a ostacoli dalle leggi ottica geometrica(se la dimensione degli ostacoli è commisurata alla lunghezza d'onda).
B 
Grazie alla diffrazione, le onde possono cadere nella regione di un'ombra geometrica, aggirare ostacoli, penetrare attraverso piccoli fori negli schermi, ecc. Come spiegare l'ingresso delle onde nella regione dell'ombra geometrica? Il fenomeno della diffrazione può essere spiegato utilizzando il principio di Huygens: ogni punto raggiunto da un'onda è una sorgente di onde secondarie (in un mezzo sferico omogeneo), e l'inviluppo di queste onde determina la posizione del fronte d'onda nell'istante successivo in tempo.
Inserisci dalle interferenze luminose vedi cosa potrebbe essere utile
Onda chiamato il processo di propagazione delle vibrazioni nello spazio.
superficie dell'onda- questa è la posizione geometrica dei punti in cui si verificano le oscillazioni nella stessa fase.
Fronte d'ondaè il luogo geometrico dei punti raggiunti da un'onda in un determinato punto nel tempo T. Il fronte d'onda separa la parte di spazio interessata dal processo ondoso dalla zona dove non si sono ancora manifestate oscillazioni.
Per una sorgente puntiforme, il fronte d'onda è una superficie sferica centrata nella posizione della sorgente S. 1, 2,
3
- superfici ondulate; 1
- fronte d'onda. Equazione di un'onda sferica che si propaga lungo un raggio proveniente da una sorgente: . Qui 
- velocità di propagazione delle onde, 
- lunghezza d'onda; UN- ampiezza delle oscillazioni; 
- frequenza circolare (ciclica) delle oscillazioni; 
- spostamento dalla posizione di equilibrio di un punto situato a distanza da una sorgente puntiforme al tempo t.
Onda pianaè un'onda con un fronte d'onda piano. Equazione di un'onda piana che si propaga lungo la direzione dell'asse positivo sì:
, Dove X- spostamento dalla posizione di equilibrio di un punto situato ad una distanza y dalla sorgente al tempo t.
Onda– il processo di propagazione delle vibrazioni in un mezzo elastico.
Onda meccanica– disturbi meccanici che si propagano nello spazio e trasportano energia.
Tipi di onde:
longitudinale - le particelle del mezzo oscillano nella direzione della propagazione delle onde - in tutti i mezzi elastici;
X
direzione della vibrazione
punti dell'ambiente
trasversale - le particelle del mezzo oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda - sulla superficie del liquido.
X
Tipi di onde meccaniche:
onde elastiche – propagazione delle deformazioni elastiche;
onde sulla superficie di un liquido.
Caratteristiche dell'onda:
Lasciamo A oscillare secondo la legge: 
.
Quindi B oscilla con un ritardo di un angolo 
, Dove 
, cioè.
Energia delle onde.
- l'energia totale di una particella. Se particelleN, allora dove 
- epsilon, V – volume.
Epsilon– energia per unità di volume dell’onda – densità di energia volumetrica.
Il flusso di energia delle onde è uguale al rapporto tra l'energia trasferita dalle onde attraverso una determinata superficie e il tempo durante il quale avviene questo trasferimento: 
, watt; 1 watt = 1J/s.
Densità del flusso energetico - intensità delle onde– flusso di energia attraverso un'unità di area - un valore pari all'energia media trasferita da un'onda per unità di tempo per unità di area della sezione trasversale.
[W/m2]
.
Vettore Umov– vettore I, indicante la direzione di propagazione delle onde e pari al flusso di energia delle onde che passa attraverso un'unità di area perpendicolare a tale direzione:
.
Caratteristiche fisiche dell'onda:
ampiezza
lunghezza d'onda
velocità dell'onda
intensità
Oscillatorio:
Onda:
Oscillazioni complesse (rilassamento) - diverse da quelle sinusoidali.
trasformata di Fourier- qualsiasi funzione periodica complessa può essere rappresentata come la somma di diverse funzioni semplici (armoniche), i cui periodi sono multipli del periodo della funzione complessa - questa è l'analisi armonica. Si verifica negli analizzatori. Il risultato è lo spettro armonico di una vibrazione complessa:
UN
0 
Suono - vibrazioni e onde che agiscono sull'orecchio umano e provocano sensazioni uditive.
Le vibrazioni e le onde sonore sono un caso speciale di vibrazioni e onde meccaniche. Tipi di suoni:
semplice - armonico - diapason
complesso – anarmonico – discorso, musica
Toni– suono, che è un processo periodico:
Un tono complesso può essere scomposto in toni semplici. La frequenza più bassa di tale scomposizione è il tono fondamentale, le rimanenti armoniche (sovratoni) hanno frequenze pari a 2 
e altri. Un insieme di frequenze che indicano le loro intensità relative è lo spettro acustico.
Rumore - suono con una dipendenza dal tempo complessa e non ripetitiva (fruscio, scricchiolio, applausi). Lo spettro è continuo.
Caratteristiche fisiche del suono:
Caratteristiche della sensazione uditiva:
Altezza– determinato dalla frequenza dell’onda sonora. Più alta è la frequenza, più alto è il tono. Un suono di maggiore intensità è più basso.
Timbro– determinato dallo spettro acustico. Maggiore è il numero dei toni, più ricco è lo spettro.
Volume– caratterizza il livello della sensazione uditiva. Dipende dall'intensità e dalla frequenza del suono. Psicofisico Legge di Weber-Fechner: se aumenti l'irritazione in progressione geometrica(lo stesso numero di volte), allora la sensazione di questa irritazione aumenterà in progressione aritmetica (della stessa quantità).
, dove E è il volume (misurato in sottofondi); 
- livello di intensità (misurato in bel). 1 bel – variazione del livello di intensità, che corrisponde a una variazione dell'intensità del suono di 10 volte K – coefficiente di proporzionalità, dipende dalla frequenza e dall'intensità.
La relazione tra volume e intensità del suono è curve di uguale volume, sulla base di dati sperimentali (creano un suono con una frequenza di 1 kHz, cambiano l'intensità fino a quando non si presenta una sensazione uditiva, simile alla sensazione del volume del suono studiato). Conoscendo l'intensità e la frequenza, puoi trovare lo sfondo.
Audiometria– metodo di misurazione dell’acuità uditiva. Il dispositivo è un audiometro. La curva risultante è un audiogramma. La soglia della sensazione uditiva a diverse frequenze viene determinata e confrontata.
Fonometro: misura del livello di rumore.
Nella clinica: auscultazione – stetoscopio/fonendoscopio. Un fonendoscopio è una capsula cava con una membrana e tubi di gomma.
La fonocardiografia è una registrazione grafica di sfondi e suoni cardiaci.
Percussione.
Ultrasuoni– vibrazioni meccaniche e onde con frequenza superiore a 20 kHz a 20 MHz. Gli emettitori di ultrasuoni sono emettitori elettromeccanici basati sull'effetto piezoelettrico (corrente alternata agli elettrodi con quarzo tra loro).
La lunghezza d'onda degli ultrasuoni è inferiore alla lunghezza d'onda del suono: 1,4 m – suono nell'acqua (1 kHz), 1,4 mm – ultrasuoni nell'acqua (1 MHz). Gli ultrasuoni sono ben riflessi al confine osso-periostio-muscolo. Gli ultrasuoni non penetrano nel corpo umano a meno che non sia lubrificato con olio (strato d'aria). La velocità di propagazione degli ultrasuoni dipende dall'ambiente. Processi fisici: microvibrazioni, distruzione di biomacromolecole, ristrutturazione e danneggiamento delle membrane biologiche, effetti termici, distruzione di cellule e microrganismi, cavitazione. In clinica: diagnostica (encefalografo, cardiografo, ultrasuoni), fisioterapia (800 kHz), bisturi ad ultrasuoni, industria farmaceutica, osteosintesi, sterilizzazione.
Infrasuoni– onde con frequenza inferiore a 20 Hz. Effetto avverso– risonanza nel corpo.
Vibrazioni. Effetti benefici e dannosi. Massaggio. Malattia delle vibrazioni.
effetto Doppler– cambiamento nella frequenza delle onde percepite dall'osservatore (ricevitore d'onde) dovuto al movimento relativo della sorgente d'onda e dell'osservatore.
Caso 1: N si avvicina a I.
Caso 2: E si avvicina a N.
Caso 3: avvicinamento e allontanamento di I e N l'uno dall'altro:
Sistema: generatore di ultrasuoni – ricevitore – stazionario rispetto al mezzo. L'oggetto si sta muovendo. Riceve gli ultrasuoni ad una frequenza 
, lo riflette inviandolo al ricevitore, che riceve un'onda ultrasonica con una frequenza 
. Differenza di frequenza – Spostamento della frequenza Doppler:
. Utilizzato per determinare la velocità del flusso sanguigno e la velocità del movimento della valvola.