Dopplerův jev

Z WikiSkript

Dopplerův jev představuje změnu detekované frekvence vlnění, jsou-li zdroj a detektor ve vzájemném pohybu. Fyzikální podstatou Dopplerova jevu je skládání rychlosti vlnění s rychlostí vzájemného pohybu zdroje a detektoru. Jev se uplatňuje pro libovolné vlnění, tedy zejména akustické i elektromagnetické. Poprvé byl popsán Christianem Dopplerem jako posuv spektrálních čar u rotujících dvojhvězd, kde se spektrum hvězdy pohybující se směrem k nám posouvalo směrem k modrému konci a spektrum hvězdy pohybující se od nás k červenému konci spektra. Pro medicínu je zdaleka tím nejdůležitějším Dopplerův jev při odrazu ultrazvuku od pohybujících se částic, zejména pak červených krvinek.

Typickou situací použítí v medicíně je stojící pozorovatel, tedy pevně umístěný detektor, a pohybující se zdroj, tedy tkáň odrážející na něj dopadající vlnění. Pro vlnovou délku detekovaného vlnění potom platí:

 \lambda = \lambda_0 \pm \frac{v_{zdr}}{f_0}

Znaménko se určuje podle toho, zda se zdroj zvuku vzdaluje (+) nebo přibližuje (-) k detektoru, λ0 je vlnová délka vlnění, které opouští zdroj, f0=původní frekvence tohoto vlnění vlnění a vzdr je rychlost zdroje.

Základním použitím je zjišťování toku krve. Typickým spojení barevně kódované informace o toku krve do ultrazvukového snímku v B módu, tzv. duplexní sono. V angiologii se využívají i tužkové průtokoměry, které pouze detekují pohyb a signalizují jej pomocí zvukového výstupu.

Uspořádání je v tomto případě poněkud složitější. Vlnění je vysláno sondou a dopadá na tkáň, která funguje jako "detektor". Ve tkáni se již s posunutou frekvencí odrazí a jako vlnění od pohybujícího se zdroje se vrací zpět k sondě, která funguje současně i jako detektor. Tedy dochází ke dvěma posuvům frekvence. Pro rozdíl mezi detekovanou a vyslanou frekvencí platí vztah:

 \Delta f = \frac{2 v f_0}{c} \cos \alpha,

kde v je rychlost pohybu tkáně, c je rychlost vlnění a α je úhel, který svírá vektor rychlosti pohybu tkáně s osou sondy.


Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

BENEŠ, Jiří, Daniel JIRÁK a František VÍTEK, et al. Základy lékařské fyziky. 4. vydání. 2015. 322 s. ISBN 9788024626451.