## Echografie van bewegende delen

Christian Doppler (1803-1853)
Een ambulance heeft een tweetonige sirene. Dit betekent dat de sirene geluid maakt met twee vaste frequenties. Namelijk een lage toon van 375 hertz en een hoge toon van 500 hertz. Als de een ambulance een gevaarlijk punt nadert kan de wisseling van de twee tonen versneld worden, maar de toonhoogte blijft hetzelfde.
Het is je misschien wel eens opgevallen dat de toonhoogte van een ambulance verandert als hij langsrijdt. Dit is niet echt een frequentie verandering van de geluidsbron, maar komt doordat geluid door de lucht naar je oor komt. We noemen dit het dopplereffect. Genoemd naar de man die het onderzocht heeft: Christian Doppler (1803-1853). Het dopplereffect treedt op bij bij bewegende voorwerpen. In het plaatje zie je hoe je een verschil in toonhoogte hoort bij een langsrijdende ambulance.

Opdracht 12

Bekijk de tekening van de ambulance in de afbeelding en beschrijf hoe het komt dat je twee verschillende toonhoogtes hoort als de ambulance aankomt rijden en als hij van je wegrijdt.

Dopplereffect bij een ambulance

Het dopplereffect wordt, in combinatie met terugkaatsing, ook gebruikt om snelheden te meten zoals bij de radarcontrole. Een zender zendt radargolven uit die terugkaatsen op de rijdende auto. De teruggekaatste golven worden opgevangen door een antenne. Uit het verschil tussen de twee frequenties wordt de snelheid van de auto berekend met de formule:
met
fb = frequentie die je uitzendt in Hz
fw = frequentie die van de auto terugkomt in Hz
v = snelheid van het geluid in het medium in m/s
vb= snelheid van de auto in m/s

Opdracht 13
Bereken met de formule de frequentie die het radarapparaat opvangt als de auto met 50 km/h rijdt. De frequentie die het apparaat uitzendt is 350 Hz. De snelheid van geluid in lucht is 330 m/s.

Een vernauwing in de bloedvaten is met behulp van een echoapparaat en het doppler-effect op te sporen. Het bloed stroomt in een vernauwing namelijk sneller dan ervoor of erna. Je kunt door het snelheidsverschil zien waar de vernauwing zit. Omdat het niet makkelijk is om je transponder precies op individuele bloedcellen te richten wordt er een hulpstof (tracer) in je bloed gebracht. In dit geval zijn het luchtbelletjes omringt door eiwitten. De eiwitten zijn nodig om de luchtbelletjes veilig te maken voor je. Een eigenschap van de luchtbellen is dat zij de geluidspulsen vrijwel helemaal terugkaatsen. De belletjes worden door je bloed meegenomen, en de snelheid hiervan zegt iets over de snelheid van je bloed op die plaats.

Opdracht 14

Bereken met de formule de snelheid van het bloed als de uitgezonden frequentie van het echoapparaat 10,000 MHz is en de teruggekaatste frequentie 10,0052 MHz. De snelheid van geluidsgolven in bloed is 1484,00 m/s.