Что такое эхо каким оно бывает. Что такое эхо? Условия для существования эхо

Эхо. Что мы знаем об этом интересном физическом явлении? Кто хорошо помнит школьный курс физики, то наверняка ответит, что эхо является физическим явлением, суть которого заключается в принятии наблюдателем волны, что отразилась от какого-либо препятствия. Однако эхо отнюдь не так просто как кажется. В этой статье будут приведены несколько интересных фактов об этом по-настоящему удивительном физическом явлении, которых Вы, возможно, не знали. Итак, начнем.

Что такое эхо?

Как было сказано выше, эхо – это отраженная от какого-либо препятствия звуковая волна (впрочем, она может быть и электромагнитной, но такое эхо вы, разумеется, не услышите). Отраженные звуковые волны возвращается к наблюдателю (источнику шума), который порой может услышать их гораздо позже. Именно этот отраженный от препятствий звук и зовется эхом.

О происхождении слова эхо

Слово это имеет довольно интересную историю. В русский язык оно пришло из немецкого слова echo. В немецкий язык это слово попало, как и множество других слов в западноевропейских языках, из латыни — ēсhō . А латынь переняло это слово из греческого — ἠχώ , что означало «отзвук».

Условия для существования эхо

Для появления эхо нужно несколько условий. Вы никогда не задумывались, почему эхо не слышно в квартире или магазине, но при этом его крайне легко услышать в горах? Дело в том, что человеческое ухо слышит эхо только тогда, когда отраженный звук звучит отдельно от произнесенного, а не «наслаивается» на него. Для создания такого эффекта необходимо, чтобы время, прошедшее между влиянием самого звука и отраженной волны на ухо прошло не меньше 0,06 секунд. В обычной обстановке (например, в квартире) это не случится из-за небольшого расстояния и различных предметов, которые также поглощают звук.

Иногда эхо подавляют

Существует термин «эхоподавление». Он используется в телефонии. Процесс эхоподавления являет собой удаление ненужного в связи эха, которое ухудшает качество связи. Эхоподавление нужно не только для улучшения качества звука, но и для увеличения пропускной способности у канала связи.

Существует помещение, где эхо нет вообще. Оно называется безэховая камера. Безэховые камеры бывают двух видов. Каждый вид служит для «глушения» того или иного вида эха. Проще говоря, в такой камере звук (или радиоволны) просто не отражаются от стен. Первый – акустический тип. Он, как понятно из названия, служит для подавления обычного звукового эха. Второй, соответственно, радиочастотный и необходим для подавления отражения радиоволн.

Световое эхо – это астрономический термин. Это явление возникает при резкой вспышке света (например, при вспышках новых звезд). При такой вспышке свет отражается от объектов и доходит до наблюдателя значительно позже.

Мировое эхо

Мировое эхо, оно же «эхо длинной задержки» это особенный эффект, связанный с радиоволнами. Этот особый вид эха являет собой звук, иногда возникающий в диапазоне коротких волн, который возвращается через некоторое время после передачи сигнала. Это необычное и труднообъяснимое явление было в 1927 году скандинавом Йоргеном Хальсом.

Древнегреческий миф о природе эха

Древние греки объясняли многие природные явления мифами. Не стало исключением и эхо. Миф о рождении эха гласит примерно следующее: однажды ревнивая жена Зевса Гера наказала прекрасную нимфу Эхо, запретив ей отвечать на вопросы – Эхо могла лишь повторять последние слова, обращенные ей. Эхо увидела прекрасного Нарцисса, гуляющего по лесу. Он, услышав шорох, воскликнул:

• -Кто здесь?
• -Здесь! – прокричала в ответ Эхо.
• -Иди сюда!
• -Сюда! – радостно ответила Эхо, побежав навстречу Нарциссу, но тот оттолкнул ее, ведь он считал, что его любви достоин лишь он сам. Так и прячется теперь прекрасная нимфа в лесах и горах, изредка повторяя слова путников.

Об эхолокации

Все знают, что летучие мыши и дельфины используют эхолокацию для ориентирования в пространстве. Однако мало кто может ответить на вопрос «а как же это все работает?». А работает это примерно так. В первую очередь мышь испускает ультразвук. Дальше она улавливает эхо того самого испущенного ей звука, отразившегося от объектов. Летучая мышь обладает способностью распознавать сверхкороткие промежутки, что проходят от испускания звукового сигнала до возвращения эха. Таким образом мышь определяет расстояние между деревьями или другими объектами, а также «видит» как далеко находится от нее то или иное насекомое. Что удивительно – летучая мышь прекрасно различает эхо от статичного (недвижимого) объекта от объекта движущегося.

У дельфинов эхолокацию обнаружили больше полувека назад. Дельфины так же, как и летучие мыши, используют ультразвук, в основном частоты 80-100 гКц . Испускаемые сигналы у дельфинов невероятно мощны: например, они могут «увидеть» стаю рыб на расстоянии более одного километра!

Небольшие интересные факты

• Если расстояние от источника шума до ближайшего препятствия (стены или скалы), то эхо не образуется.
• Знаменитая немецкая река Рейн полна сюрпризов. Например, там есть место, где эхо повторяется 20 раз
• В городе Верден, что во Франции, есть две башни. Если крикнуть стоя между ними, то эхо от своего голоса вы услышите до 11 раз.
• Ухо Диониса – настоящий рекордсмен в области эхо. Это грот в Сиракузах, по форме и впрямь напоминающий человеческое ухо. Но интересен он отнюдь не этим. За счет своей формы грот делает эхо невероятно сильным. Бросок камня или простой хлопок отзовутся из тьмы настоящим громом

Эхо возникает в том случае, когда звуковые волны, распространяющиеся в стороны из источника (так называемые падающие волны) наталкиваются на твердое препятствие, например, на склон горы. Звуковые волны отражаются от таких препятствий под углом, равным углу своего падения.

Ключевым фактором для возникновения эха является удаленность препятствия от источника звука. Когда препятствие находится неподалеку, отраженные волны совершают обратное путешествие достаточно быстро и смешиваются с исходными волнами без образования эха. Если же препятствие удалено по меньшей мере на 15 метров, отраженные волны возвращаются уже после рассеяния падающих. В результате люди услышат повторенный звук, как если бы он шел со стороны препятствия. Инженеры-акустики должны проектировать зрительные и концертные залы с учетом эхообразования, добавляя звукопоглощающие элементы и устраняя поверхности с чрезмерной отражательной способностью.

Правило отражения

В этом эксперименте низкочастотные волны от звукогенератора проходят через стеклянную трубку А, отражаются от зеркала и входят в трубку В. Эксперимент доказывает, что угол отражения волны равен углу ее падения.

Днем - быстрее

Звук распространяется с большей скоростью в теплом воздухе у земли (рисунок под текстом) и замедляется, когда достигает более холодных верхних слоев атмосферы. Такое изменение температуры приводит к преломлению (отклонению) волны вверх.

Ночью - медленнее

Пониженные ночные температуры воздуха у поверхности земли замедляют прохождение звука (рисунок под текстом). В более теплых вышележащих слоях скорость звука увеличивается.

Звук переносится вместе с ветром

Скорость ветра на значительных высотах намного больше, чем вблизи земли. Когда звуковые волны распространяются от наземного источника, они путешествуют вместе с ветром. Наветренный слушатель будет слышать только слабый, едва различимый звук; подветренный слушатель услышит колокол на очень большом расстоянии.

Даже если вы ни разу не были в горах, вы все равно наверняка знаете, что такое эхо и не раз с ним встречались. Эхо может подстерегать нас где угодно в арке дома, в пустой квартире, в лесу.

Что такое эхо и как его услышать?

Эхо это отражение звука. Эхо проходят в физике в девятом классе, поэтому наверняка все знают, как оно возникает. Звук отражается, иногда даже несколько раз, от различных поверхностей и возвращается к нам. Возникает вопрос почему же мы слышим эхо не всегда, а в некоторых случаях? Почему мы не слышим эхо в маленьких помещениях, например?

Дело в том, что, во-первых, находящиеся в помещениях вещи и мебель гасят отраженные звуки, поглощая эхо. Во-вторых, чтобы наш мозг различил отраженный сигнал отдельно от посланного, в виде эхо, нужно, чтобы разница между ними составила не меньше шести сотых секунды.

Можно легко подсчитать, учитывая, что скорость звука равна примерно 340 м/с, что на расстоянии трех метров от стены до отраженный звук дойдет обратно уже через примерно две сотых секунды. Такого времени для мозга мало, он не воспримет эти два звука отдельно.

А в больших помещениях, где сигнал не гасится большим количеством мебели, и расстояние до стен велико, звуку может понадобиться больше шести сотых секунды, чтобы вернуться к нам отраженным. В таком случае мы услышим эхо.

Где лучше всего слышно эхо?

Высоко в горах, где нет мебели, и звук отражается легко от скал, а расстояние между скалами велико, можно слышать эхо своего крика не единожды. Отражаясь от скал, находящихся на разном расстоянии, звук приходит с большим опозданием, поэтому мы слышим повторяющееся эхо.

Примерно так же происходит и в лесу, где звук отражается от стволов деревьев. Правда в лесу звук поглощается листвой, травой и землей, а в горах часто звук поглощать нечему, и поэтому громкий крик может легко вызвать обвал.

Колебания звуковой волны передаются скалам, и слабо держащиеся на склонах камни и снежные массы могут запросто сорваться вниз от возникшей вибрации. Катясь, они сбивают по пути новые камни и снег, возникает лавина. Поэтому следует всегда помнить в горах об опасности обвала и не кричать лишний раз без надобности.

На использовании эха основан принцип действия рупора. Рупор представляет собой расширяющуюся круглую трубу. Человек говорит в узкий конец, звук его голоса несколько раз отражается от стенок рупора и выходит через широкий конец в одном направлении, не рассеиваясь во все стороны. Таким образом, усиливается его мощность в заданном направлении, и звук может распространяться на большее расстояние.

Из этой статьи вы узнаете: что такое ЭХОКГ сердца, и насколько этот метод важен в диагностике сердечной патологии. Какие параметры и структуры он позволяет оценить, какие заболевания выявить. Как подготовиться к исследованию, и как оно проходит.

Дата публикации статьи: 10.02.2017

Дата обновления статьи: 29.05.2019

Эхокардиография – один из самых информативных и безопасных методов диагностики патологии сердца. Это разновидность ультразвукового исследования, которая дает возможность визуально оценить структуру миокарда (сердечной мышцы), клапанов сердца, крупных сердечных сосудов и особенности кровообращения в них.

Существует несколько названий-синонимов: УЗИ или ЭХО сердца, ЭХО-КГ, эхокардиография или эхограмма сердца. Все эти названия – это одно и то же исследование. Его проведением и оценкой результатов могут заниматься врачи ультразвуковой диагностики, а также кардиологи и кардиохирурги, владеющие этим методом.

Суть метода, его польза

Эхокардиография сердца проводится при помощи специального ультразвукового оборудования, которое содержит:

• аппарат, издающий ультразвук;
• датчик который проводит через грудную клетку и регистрирует ультразвуковые волны;
• цифровой преобразователь, который показывает на мониторе изображение исследуемого органа.

Ультразвуковые волны, проходя через разные отделы сердца, по-разному поглощаются и отражаются ими. Чем точнее и современнее аппаратура, тем точнее можно увидеть (визуализировать) не только общую структуру, но и мелкие детали строения сердца и особенности кровообращения.

ЭХО-КГ наряду с ЭКГ (электрокардиографией) – самые простые, безвредные и доступные, но в то же время информативные методы диагностики, дающие исчерпывающую информацию о состоянии сердца.

Показания: кто нуждается в такой диагностике

УЗИ сердца показано всем больным с сердечной патологией, а также людям, имеющим такие симптомы:

Учитывая легкость выполнения и безопасность эхокардиографии, ее делают не только для того, чтобы следить, как протекает имеющаяся у человека сердечная патология, но даже при наличии подозрений на нее. Абсолютных противопоказаний нет.

Что показывает данная процедура, какие болезни выявляет

Диагностика сердца при помощи ультразвука может дать основную, но не всю информацию о состоянии этого органа.

В таблице описаны основные параметры для оценки при эхокардиографии и возможная патология, которая диагностируется на основании этих данных даже без учета результатов ЭКГ (электрокардиограммы).

По данным, полученным в ходе ЭХО сердца, некоторые диагнозы можно установить точно, а некоторые предположить. Во втором случае больные нуждаются в более расширенном обследовании в зависимости от предполагаемой патологии (ЭКГ, холтер, томография, анализы крови).

Разновидности эхокардиографии

Не всякая эхокардиография обладает всеми диагностическими возможностями ультразвуковой диагностики. В зависимости от класса ультразвукового оборудования и процедуры исследования существуют:

1. Стандартная ЭХО-КГ – одномерное, двухмерное и трехмерное УЗИ. Его еще называют трансторакальным, так проводится через контакт с кожей в области грудной клетки. Дает информацию о строении сердца, но не может определить особенности кровообращения в нем.
2. – исследование расширенное по сравнению со стандартным. Определяет характеристики кровотока в предсердиях, желудочках, клапанах и крупных сосудах.
3. Стресс-эхокардиография – УЗИ сердца в ходе выполнения нагрузочных проб. Может потребоваться для диагностики лишь некоторых заболеваний (например, пороки клапанов).
4. Чреспищеводное ЭХО – осмотр сердца специальным датчиком через стенку пищевода в ходе фиброгастроскопии. Требуется редко, но может дать важную информацию о патологии в глубоких отделах миокарда.

Золотой стандарт ультразвукового исследования сердца – двухмерное ЭХО с допплеровским и дуплексным усилением.

Подготовка и проведение исследования

Специальной подготовки к стандартной и допплеровской эхокардиографии сердца, как и к ЭКГ, не требуется. Это значит, что такое исследование может сделать любой человек, у которого есть показания в любое время без каких-либо ограничений. Единственные факторы, влияющие на достоверность результатов, – качество оборудования и квалификация специалиста-кардиолога.

Чреспищеводная ЭХО-КГ выполняется только натощак (последний прием пищи – за 8–10 часов). А когда требуется, чтобы больной находился в неподвижном положении с целью детального осмотра – исследование проводится под наркозом.

Процедура стандартной ЭХО-КГ технически простая и безвредная:

• Исследуемый ложится на кушетку. Обследование проводится в двух положениях: на спине и на левом боку.
• Врач настраивает аппарат и последовательно устанавливает датчик в нескольких точках грудной клетки в проекции сердца, аорты и легочной артерии. В это время исследуемый должен спокойно лежать и выполнять все команды врача (дышать плавно, задерживать дыхание на вдохе, изменять положение и т. д.).
• Для улучшения передачи ультразвуковых сигналов на кожу левой половины грудной клетки наносится специальный гель, по которому будет скользить датчик. По окончании исследования гель нужно вытереть полотенцем или салфеткой.

Общая продолжительность эхокардиографии – от 7–10 минут до получаса. Самое главное, что проводить ее можно столько раз, сколько требуется для оценки состояния сердца и динамики течения патологического процесса. Методика безвредная и безболезненная, поэтому абсолютных противопоказаний к ней не существует.

УЗИ сердца – высокоточный метод диагностики большого количества, но не всех . Поэтому показания для ее выполнения и объем других обследований должен решать специалист!