메아리가 있는 곳. 소리 반사 및 반향

친구들과 함께 숲속을 걷고 있을 때, 서로 다른 방향으로 헤매다가 유쾌하게 서로를 부르기 시작하는 경우가 있습니다.

갑자기...이게 뭐야?

당신은 누군가가 당신과 같은 말을 조용하고, 심지어 약간 슬픈 방식으로 발음하고 있다는 것을 듣습니다. 에코!

모두가 메아리를 정말 좋아하고, 듣는 것이 재밌고, 숲 전체에 "아!.."라고 외치기 시작하고 오랫동안 서로 전화를 겁니다.

그런데 이 메아리는 뭐죠? 왜 이런 일이 발생합니까?

소리를 지르는 모든 몸이 진동하기 때문에 공기가 진동했습니다. 바이올린, 하프, 피아노의 현이 진동하고 말할 때 성대가 진동합니다. 소리가 나는 몸체가 진동하고 그로부터 파동이 공기를 통해 모든 방향으로 이동하여 귀에 도달하면 소리가 들립니다.

그러나 음파는 해안의 바다 파도와 같은 장애물을 만나고 다시 돌아옵니다. 그리고 두 번째로 당신의 목소리가 들리지만 파도가 점차 약해지기 때문에 조용한 목소리만 들립니다.

항상 에코가 들리는 것은 아니며 모든 곳에서 들리는 것은 아닙니다. 이를 위해서는 특정 조건이 필요합니다. 음파가 만나는 장애물은 파가 10분의 1초 안에 돌아올 시간이 없도록 충분한 거리에 있어야 합니다. 왜냐하면 우리의 귀는 그러한 음파가 발생한 후에도 동일한 음파를 인식할 수 있기 때문입니다. 기간.

그것이 바로 에코입니다. 그렇기 때문에 이런 일이 발생합니다.

인간은 메아리의 본질과 그 역학을 이해했습니다. 그래서 인간은 음파 반사 법칙에 따라 에코 사운 더라는 놀라운 장치를 만들었습니다.

선박에 장착된 이 장치는 바다 깊은 곳으로 음파를 보냅니다. 소리는 물을 통해 이동하여 바닥에 도달한 후 되돌아오고 장치에 의해 다시 포착됩니다. 과학자들은 수중에서 소리의 속도를 알고 소리의 출발과 수신 사이에 경과된 시간을 추적하여 이곳에서 바다의 깊이를 결정합니다.

그리고 바다 깊은 곳이 아닌, 즉 수직이 아닌 수평으로 소리를 보내면 배가 해안에서 얼마나 멀리 있는지 또는 안개가 낀 동안 전방에 장애물이 있는지 확인할 수 있습니다. 선박 위험: 당신을 향해 다가오는 배가 있습니까, 빙산이 떠 있습니까? 음파는 장애물을 만나 되돌아오며, 소나라는 장치에 포착돼 선장에게 장애물을 보고한다.

흰돌고래는 심한 폭풍우가 치는 동안 여러 번 배를 구해 위험한 암초와 수중 암석을 통과하도록 안내했습니다. 선원들은 그를 잘 알고 사랑에 빠졌으며 그의 삶이 불가침하다고 선언했습니다. 그들은 돌고래를 '백색 조종사'라고 불렀고, 조종사는 자신들이 잘 연구한 수로를 따라, 항로를 따라 항로를 따라 배를 안내하는 전문가이다.

이 불가리아 이야기는 다양한 바다 동물의 삶과 자연 탐지기에 대해 이야기합니다. 덕분에 그들은 위험한 암초에서 배를 찢고 적으로부터 도망 칠 염려없이 바다 깊은 곳에서 자유롭게 수영합니다. 로케이터는 훌륭한 보호 장치입니다. 해양동물에서만 발견되는 것은 아닙니다.

박쥐에는 자연 탐지 기능도 있습니다.

어둠 속에서 자유롭게 날아다니고, 어떤 장애물에도 부딪히지 않고, 항상 능숙하게 피하는 이 작은 동물들의 행동은 오랫동안 과학자들에게 미스터리였습니다. 그리고 그들은 여전히 모기와 아주 작은 모기를 즉석에서 파괴할 수 있습니다. 한편, 박쥐의 눈은 시력으로 구별되지 않습니다. 반대로 그들은 매우 잘 보지 못합니다.

무슨 일이야?

최근에야 약 30년 전에 과학자들이 이 비밀을 밝혀냈습니다. 박쥐는 자신만의 위치 측정 장치를 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다. 그들은 우리가 듣지 못하는 소리를 내며, 우리의 귀는 그 소리를 듣지 못합니다. 이 소리는 장애물에 부딪혔다가 다시 돌아오며, 쥐는 큰 귀로 그 소리를 잡습니다. 따라서 일반적으로 눈이 필요하지 않습니다. 귀가 눈을 대체하고 강력한 사운드 헤드라이트로 주변 세계를 비추는 것처럼 보입니다.

음파가 아니라 전파를 반사하는 원리에 따라 인간이 만든 놀라운 발명품이 있습니다.

전파에는 또한 방해가 되는 물체로부터 반사되는 능력이 있습니다. 그리고 제2차 세계 대전 이전에 과학자들은 적 항공기가 머리 위에 나타나기 전에도 멀리서 탐지할 수 있는 장치를 만들었습니다. 이 장치를 레이더라고 하며, 레이더라고도 합니다.

레이더는 하늘에 있는 적군 항공기와 바다에 있는 적함을 모두 탐지할 수 있으며 거리와 방향을 모두 결정합니다.

레이더는 전쟁 중에뿐만 아니라 평시에도 필요합니다. 그들은 훌륭한 도우미입니다. 기상학자들은 이를 사용하여 높은 고도에서 바람의 속도와 방향을 결정하고 뇌운의 축적을 감지합니다. 가장 가까운 위성인 달에 전파를 보낸 천문학자들은 달까지의 거리를 매우 정확하게 결정할 수 있었습니다. 이것은 단지 두 가지 예일 뿐이지만, 주어질 수 있는 것이 많이 있습니다.

에코! 이 현상의 본질은 오랫동안 설명되어 왔습니다. 그러나 고대에는 그것이 신비롭고 훌륭해 보였습니다. 그리고 고대 그리스인들은 숲의 메아리에 관한 시적인 전설을 생각해 냈습니다.

...옛날 옛적에 숲 속에 에코라는 이름의 아름다운 요정이 살고 있었습니다. 그녀는 초원, 시냇물, 샘의 여신인 친구처럼 자유롭게 놀고 노래하고 춤을 췄습니다. 그러나 불쌍한 작은 요정 에코는 강력하고 강력한 여신 헤라를 화나게 했고 헤라는 그녀가 말하는 것을 금지함으로써 그녀를 처벌했습니다. Nymph Echo는 이제 다른 사람의 말만 반복할 수 있게 되었습니다.

그래서 우리는 숲속에서 요정 에코의 슬픈 목소리를 듣곤 합니다. 그리고 숲의 메아리에 매료된 푸쉬킨은 이에 관한 멋진 시를 만들었습니다.

깊은 숲 속에서 짐승이 으르렁대든, 나팔이 불든, 천둥이 울부짖든, 언덕 뒤에서 처녀가 노래하든, 모든 소리에 당신은 갑자기 허공에 당신의 반응을 낳습니다.

에코. 이 흥미로운 물리적 현상에 대해 우리는 무엇을 알고 있습니까? 학교 물리학 과정을 잘 기억하는 사람은 아마도 에코가 물리적 현상이라고 대답할 것입니다. 그 본질은 관찰자가 어떤 장애물에서 반사되는 파동을 수신한다는 것입니다. 그러나 에코는 보기만큼 간단하지 않습니다. 이 기사에서는 여러분이 몰랐을 수도 있는 이 정말 놀라운 물리적 현상에 대한 몇 가지 흥미로운 사실을 제공할 것입니다. 그럼 시작해 보겠습니다.

에코란 무엇입니까?

위에서 언급했듯이 에코는 일부 장애물에서 반사된 음파입니다(그러나 전자기적일 수도 있지만 물론 그러한 에코는 들리지 않습니다). 반사된 음파는 관찰자(소음원)에게 돌아오며 관찰자는 때때로 훨씬 나중에 이를 들을 수 있습니다. 장애물에서 반사되는 소리를 에코라고 합니다.

에코라는 단어의 유래에 대해

이 단어는 꽤 흥미로운 역사를 가지고 있습니다. 그것은 독일어 단어 echo에서 러시아어로 왔습니다. 이 단어는 서유럽 언어의 다른 많은 단어와 마찬가지로 라틴어에서 유래되었습니다. 에쇼. 그리고 라틴어는 그리스어에서 이 단어를 채택했습니다. ἠχώ , 이는 "에코"를 의미합니다.

에코가 존재하기 위한 조건

에코가 나타나려면 몇 가지 조건이 필요합니다. 왜 아파트나 상점에서는 에코가 들리지 않지만 동시에 산에서는 듣기가 매우 쉬운지 궁금한 적이 있습니까? 사실 인간의 귀는 반사된 소리가 말한 소리와 별도로 들리는 경우에만 에코를 듣고, 그 위에 "겹쳐지지" 않습니다. 이러한 효과를 내기 위해서는 소리 자체의 영향과 반사파가 귀에 미치는 영향 사이의 경과 시간이 최소 0.06초 이상이어야 합니다. 일반적인 환경(예: 아파트)에서는 짧은 거리와 소리를 흡수하는 다양한 물체로 인해 이러한 현상이 발생하지 않습니다.

에코가 억제되는 경우도 있습니다.

에코 캔슬(Echo Cancellation)이라는 용어가 있습니다. 전화통신에 사용됩니다. 반향 제거 과정은 연결에 불필요한 반향을 제거하는 과정으로, 이로 인해 통신 품질이 저하됩니다. 에코 제거는 음질을 향상시킬 뿐만 아니라 통신 채널의 처리량을 늘리기 위해서도 필요합니다.

전혀 울림이 없는 방이 있습니다. 무반향실이라고 합니다. 무향실에는 두 가지 유형이 있습니다. 각 유형은 하나 또는 다른 유형의 에코를 "재밍"하는 역할을 합니다. 간단히 말해서, 이러한 챔버에서는 소리(또는 전파)가 벽에서 반사되지 않습니다. 첫째는 어쿠스틱형이다. 이름에서 알 수 있듯이 일반 사운드 에코를 억제하는 역할을 합니다. 따라서 두 번째는 무선 주파수이며 전파 반사를 억제하는 데 필요합니다.

빛 에코는 천문학적 용어입니다. 이 현상은 날카로운 빛의 섬광이 있을 때 발생합니다(예: 신성이 폭발하는 동안). 이러한 플래시를 사용하면 빛이 물체에서 반사되어 훨씬 나중에 관찰자에게 도달합니다.

월드 에코

"긴 지연 에코"라고도 알려진 월드 에코는 전파와 관련된 특수 효과입니다. 이 특별한 유형의 에코는 때때로 단파장 범위에서 발생하며 신호가 전송된 후 얼마 후에 되돌아오는 소리입니다. 이 특이하고 설명하기 어려운 현상은 1927년 스칸디나비아인 Jorgen Hals에 의해 발견되었습니다.

메아리의 본질에 관한 고대 그리스 신화

고대 그리스인들은 많은 자연 현상을 신화로 설명했습니다. 에코도 예외는 아니었습니다. 에코의 탄생에 대한 신화는 다음과 같습니다. 어느 날 제우스의 질투심 많은 아내 헤라가 아름다운 님프 에코를 처벌하여 질문에 대답하는 것을 금지했습니다. 에코는 그녀에게 보낸 마지막 말만 반복 할 수있었습니다. 에코는 숲 속을 걷고 있는 아름다운 수선화를 보았습니다. 그는 바스락거리는 소리를 듣고 이렇게 외쳤다.

-거기 누구야?
-여기! – 에코가 소리쳤다.
-이리 오세요!
-여기! – 에코는 나르키소스를 향해 달려가며 기쁜 마음으로 대답했지만, 에코는 자신만이 사랑받을 자격이 있다고 믿었기 때문에 그녀를 밀어냈습니다. 그래서 이제 아름다운 님프는 숲과 산에 숨어 가끔 여행자의 말을 반복합니다.

반향정위 정보

박쥐와 돌고래가 반향정위를 이용해 우주를 탐색한다는 사실은 누구나 알고 있습니다. 그러나 “이 모든 것이 어떻게 작동하는가?”라는 질문에 답할 수 있는 사람은 거의 없습니다. 그리고 그것은 다음과 같이 작동합니다. 우선, 마우스는 초음파를 방출합니다. 그런 다음 그녀는 물체에서 반사되어 자신에게 방출되는 동일한 소리의 메아리를 포착합니다. 박쥐는 소리 신호의 방출에서 에코의 반환까지의 매우 짧은 간격을 인식하는 능력을 가지고 있습니다. 이러한 방식으로 마우스는 나무나 다른 물체 사이의 거리를 결정하고 이 곤충이나 저 곤충이 그것으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 "확인"합니다. 놀라운 점은 박쥐가 정적(움직이지 않는) 물체와 움직이는 물체의 에코를 완벽하게 구별한다는 것입니다.

반향정위는 반세기 전에 돌고래에게서 발견되었습니다. 박쥐와 마찬가지로 돌고래는 초음파, 주로 주파수를 사용합니다. 80~100GHz. 돌고래가 발산하는 신호는 놀라울 정도로 강력합니다. 예를 들어 돌고래는 1km 이상 떨어진 물고기 떼를 '볼' 수 있습니다!

작은 흥미로운 사실

소음원에서 가장 가까운 장애물(벽이나 바위)까지의 거리가 멀면 에코가 형성되지 않습니다.
독일의 유명한 라인강은 놀라움으로 가득 차 있습니다. 예를 들어 에코가 20번 반복되는 곳이 있습니다.
프랑스 베르됭 시에는 두 개의 탑이 있습니다. 그들 사이에 서서 소리를 지르면 그 목소리의 메아리가 최대 11번까지 들린다.
디오니소스의 귀는 에코 분야의 실제 기록 보유자입니다. 이것은 인간의 귀 모양을 한 시라쿠사의 동굴입니다. 하지만 그것이 그를 흥미롭게 만드는 것은 아닙니다. 동굴의 모양 때문에 울림이 엄청나게 강해집니다. 돌을 던지거나 간단한 박수를 치면 어둠 속에서 천둥소리와 함께 울려퍼집니다.

이 기사에서 당신은 심장초음파검사란 무엇이며 이 방법이 심장 병리를 진단하는 데 얼마나 중요한지 배울 것입니다. 어떤 매개변수와 구조를 평가할 수 있으며, 어떤 질병을 식별할 수 있나요? 연구 준비 방법과 진행 방법.

기사 발행일: 2017년 2월 10일

기사 업데이트 날짜: 2019년 5월 29일

심장초음파검사는 심장 병리를 진단하는 가장 유익하고 안전한 방법 중 하나입니다. 이것은 심근 (심장 근육), 심장 판막, 큰 심장 혈관의 구조 및 혈액 순환 특성을 시각적으로 평가할 수있는 일종의 초음파 검사입니다.

심장의 초음파 또는 ECHO, ECHO-CG, 심장초음파검사 또는 심장에코그램과 같은 몇 가지 동의어 이름이 있습니다. 이 이름은 모두 동일한 연구입니다. 이는 이 방법에 능숙한 심장 전문의 및 심장외과 의사뿐만 아니라 초음파 진단 의사에 의해 수행되고 평가될 수 있습니다.

방법의 본질, 장점

심장초음파검사는 다음을 포함하는 특수 초음파 장비를 사용하여 수행됩니다.

초음파 방출 장치;
가슴을 통과하여 초음파를 등록하는 센서;
검사 중인 장기의 이미지를 모니터에 표시하는 디지털 변환기.

심장의 여러 부위를 통과하는 초음파는 서로 다르게 흡수되고 반사됩니다. 장비가 정확하고 현대적일수록 일반적인 구조뿐만 아니라 심장 구조와 혈액 순환의 특징에 대한 세세한 부분까지 더 정확하게 볼(시각화)할 수 있습니다.

ECG(심전도 검사)와 함께 ECHO-CG는 가장 간단하고 무해하며 접근 가능하지만 동시에 심장 상태에 대한 포괄적인 정보를 제공하는 유용한 진단 방법입니다.

적응증: 그러한 진단이 필요한 사람

심장 초음파는 심장병이 있는 모든 환자와 다음과 같은 증상이 있는 사람들에게 표시됩니다.

심장초음파검사는 수행의 용이성과 안전성을 고려하여 환자의 기존 심장 병리의 진행을 모니터링하는 것뿐만 아니라 의심되는 경우에도 수행됩니다. 절대 금기 사항은 없습니다.

이 절차는 무엇을 보여주고 어떤 질병을 드러내나요?

초음파를 이용한 심장 진단은 이 기관의 상태에 대한 기본 정보를 제공할 수 있지만 전부는 아닙니다.

표에서는 심초음파 검사로 평가할 주요 매개변수와 심전도(심전도) 결과를 고려하지 않고도 이러한 데이터를 기반으로 진단할 수 있는 병리학을 설명합니다.

평가할 수 있는 것	표준에서 자주 벗어나는 경우	진단할 수 있는 질병
하트 크기	증가	심근병증, 심비대증, 심근염, 심장경화증
심근 특성	두껍게
	압축된 이기종
	이스톤헨	, 심부전
심실과 심방의 부피	증가	, 심부전
심실과 심방의 부피	줄인	제한성 심근병증
판막 상태(대동맥, 승모판)	두껍게	심장 내막염
	닫히지 않아요	결함 - 밸브 부족
	열지 마	결함 - 판막 협착증, 승모판 탈출증
대동맥 크기와 벽	확대, 확장	대동맥과 심장의 동맥류
대동맥 크기와 벽	밀집한	죽상동맥경화증
폐동맥의 특성	팽창, 압력 증가	폐고혈압 징후(혈전색전증, 폐섬유증)
배출량	줄인	심부전, 심근병증, 결함
잔여량	증가	심부전, 심근병증, 결함
심낭강	심낭이 두꺼워짐	심낭염(염증), 심낭수종(삼출)
심낭강	액체의 존재	심낭염(염증), 심낭수종(삼출)
심방, 심실 및 혈관 사이의 혈액 이동	판막의 역류(혈액 역류)	결함 – 승모판 및 대동맥판 부전
	대동맥과 폐동맥 사이의 션트	선천적 결함 – 개존관 보탈루스
	타원형 창 영역에서 재설정	난원개존공, 심방중격결손
	심실간 션트	심실 중격 결손
추가 교육	노드, 두꺼워짐, 가닥, 추가 그림자	종양, 심장 내강 및 큰 혈관의 혈전

초음파 결과를 해독하기 위한 심장 구조의 크기에 대한 대략적인 기준

심장 ECHO 동안 얻은 데이터에 따르면 일부 진단은 정확하게 확립될 수 있고 일부는 가정될 수 있습니다. 두 번째 경우 환자는 예상되는 병리학(ECG, 홀터, 단층촬영, 혈액 검사)에 따라 보다 광범위한 검사가 필요합니다.

심장초음파검사의 종류

모든 심장초음파검사가 초음파의 모든 진단 기능을 갖춘 것은 아닙니다. 초음파 장비의 종류와 검사 절차에 따라 다음이 있습니다.

표준 ECHO-CG - 1차원, 2차원 및 3차원 초음파. 가슴 부위의 피부와의 접촉을 통해 수행되므로 경흉부라고도 합니다. 심장 구조에 대한 정보를 제공하지만 혈액 순환의 특성을 확인할 수는 없습니다.
– 표준 연구에 비해 연구가 확장되었습니다. 심방, 심실, 판막 및 대형 혈관의 혈류 특성을 결정합니다.
스트레스 심장초음파검사 – 스트레스 테스트 중 심장 초음파 검사. 특정 질병(예: 판막 결함)만 진단하는 데 필요할 수 있습니다.
경식도 ECHO는 섬유위내시경 검사 중 식도벽을 통해 특수 센서를 사용하여 심장을 검사하는 것입니다. 거의 필요하지 않지만 심부 심근의 병리학에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.

심장 초음파 검사의 최적 표준은 도플러 및 이중 증폭을 사용하는 2차원 ECHO입니다.

연구 준비 및 수행

심장의 표준 및 도플러 심장초음파 검사와 ECG에는 특별한 준비가 필요하지 않습니다. 이는 그러한 연구가 어떤 제한 없이 언제든지 적응증이 있는 사람이라면 누구나 수행할 수 있음을 의미합니다. 결과의 신뢰성에 영향을 미치는 유일한 요소는 장비의 품질과 심장 전문의의 자격입니다.

경식도 ECHO-CG는 공복에만 시행됩니다(마지막 식사는 8~10시간 전입니다). 그리고 정밀한 검사를 위해 환자가 정지된 자세를 취해야 하는 경우에는 마취하에 검사를 진행합니다.

표준 ECHO-CG 절차는 기술적으로 간단하고 무해합니다.

대상은 소파에 누워 있습니다. 검사는 뒤쪽과 왼쪽의 두 가지 위치에서 수행됩니다.
의사는 장치를 설치하고 심장, 대동맥 및 폐동맥의 투영에서 가슴의 여러 지점에 센서를 순차적으로 설치합니다. 이때 환자는 조용히 누워서 의사의 지시(호흡을 원활하게 하기, 숨을 들이마시면서 참기, 자세 바꾸기 등)를 모두 따라야 합니다.
초음파 신호의 전송을 개선하기 위해 센서가 미끄러지는 왼쪽 가슴 피부에 특수 젤을 적용합니다. 연구가 끝나면 수건이나 냅킨으로 젤을 닦아야 합니다.

심장초음파검사의 총 소요시간은 7~10분~30분입니다. 가장 중요한 것은 심장 상태와 병리학적 과정의 역동성을 평가하는 데 필요한 만큼 여러 번 수행할 수 있다는 것입니다. 이 기술은 무해하고 통증이 없으므로 절대 금기 사항이 없습니다.

심장 초음파는 많은 수를 진단하는 매우 정확한 방법이지만 전부는 아닙니다. 따라서 구현 지침 및 기타 검사 범위는 전문가가 결정해야합니다!

에코는 소스에서 바깥쪽으로 이동하는 음파(입사파라고 함)가 산 측면과 같은 단단한 장애물을 만날 때 발생합니다. 음파는 입사각과 동일한 각도로 장애물로부터 반사됩니다.

에코 발생의 주요 요인은 음원과 장애물의 거리입니다. 장애물이 근처에 있으면 반사파는 에코를 생성하지 않고 원래 파동과 혼합될 만큼 빠르게 되돌아갑니다. 장애물이 15m 이상 떨어져 있으면 반사파는 입사파가 산란된 후 다시 돌아옵니다. 결과적으로 사람들은 마치 장애물이 있는 방향에서 나오는 것처럼 소리가 반복적으로 들리게 됩니다. 음향 엔지니어는 흡음 요소를 추가하고 과도하게 반사되는 표면을 제거하여 에코 생성을 고려하여 강당과 콘서트 홀을 설계해야 합니다.

반사 규칙

이 실험에서는 음향 발생기의 저주파 파동이 유리관 A를 통과하고 거울에서 반사되어 관 B로 들어갑니다. 이 실험을 통해 파동의 반사각이 입사각과 동일하다는 것이 입증되었습니다.

낮에는 - 더 빠르게

소리는 지면 근처의 따뜻한 공기(텍스트 아래 그림)에서 더 빠르게 이동하고 더 차가운 상층 대기에 도달하면 속도가 느려집니다. 온도의 이러한 변화는 파동의 굴절(편향)을 위쪽으로 유도합니다.

밤에는 천천히

지구 표면 근처의 낮은 야간 기온은 소리의 전달 속도를 늦춥니다(텍스트 아래 그림). 따뜻한 겹쳐진 층에서는 소리의 속도가 증가합니다.

소리는 바람과 함께 이동한다

상당한 고도에서의 풍속은 지상 근처보다 훨씬 더 큽니다. 음파가 육지로부터 전달되면 바람과 함께 전달됩니다. 바람이 불어오는 쪽을 듣는 사람은 희미하고 거의 들리지 않는 소리만 듣게 됩니다. 바람이 불어오는 방향의 청취자는 매우 먼 거리에서 종소리를 듣게 될 것입니다.