㈠ 超声有什么物理特性
声速
声速与介质的体弹性系数和密度有关。由于介质的弹性系数与温度有关,因此声速也与温度有关。在超声诊断的频段中,人体组织的超声速度与频率无关,而且软组织中的声速都很接近,约为1540m/s。
波长、周期和频率
声波在介质中传播时,两个相邻的同相位点之间的距离,如相邻两点稠密部之间的距离(超声波在人体中一般是以纵波方式传播),称为声波的波长,以λ表示。波向前移动一个波长的距离所需的时间,称为声波的周期,以T表示。介质中任何一给定点在单位时间内通过的波敝,称为声波的频率,以f表示。它们之间的关系为
λ=C/f=CT
式中为声波的传播速度。
医学诊断中采用的超声波频率在1-20MHz范围内。
声阻抗
介质中任意点的密度ρ与该点处声波的传播速度C之积为此介质在该点处的声阻抗,以Z表示,即Z=ρC。它是表征介质的声学特性的一个重要物理量。声阻抗的变化将影响超声波的传播。声阻抗是采用反射回波法进行超声诊断的物理基础。
声压级与声强级
声压级LP是以分贝表示的某个声压P与参考分压P0的比值,即LP=20lg(P/P0)
声强级LI是以分贝表示的某个声强I与参考声强I0的比值,即LI=10lg(I/I0)
声强是表示声的客观强弱的物理量,它表示通过垂直于传播方向上单位面积的能流率。声强为
I=1/2(ρCω02A2)= p02/(2Z)
声强的单位是mW/cm2或W/m2。
声强与声源的振幅有关,振幅越大,声强也越大。对于平面超声波,他的总功率为强度I和面积S的乘积,即W=IS。
由于超声强度太大会破坏人体正常细胞组织,因其不可逆的生物效应。因此,国际上对诊断用超声强度安全剂量作出规定,一般接受的安全剂量为20mW/cm2。
超声波的指向性
对于平面园片换能器,在无吸收的介质中其波束形状有两个不同的区域即园柱形区和发散区或称为近场区和远场区。近场区的长度为D2/4λ,D为晶片直径,λ为该介质中传播的超声波长。在远场区,发散角由sinθ=1.22λ/D给出。可见,减小直径可缩短近场长度和增大,即加宽了波束。增加频率即减小波长时,加长了近场区,减少了发散角,可获得较窄的波束。
声强度沿中心轴距离的分布,近场区声强度有剧烈的起伏变化,存在着许多声强度为极小值的节点。这些节点可引起不希望有的盲点。在远场区声强都变化趋于平稳,单随着距离的增加,声强逐渐减弱。
超声波的反射与折射
当一束平面超声波入射到两种介质交界面上时,或者声阻抗的不连续处时,会产生反射和折射,并遵从反射和折射定律。
θI=θR
SinθI/SinθT=C1/C2
超声波的衰减
超声在介质中传播,其能量将随着距离的增加而减小,这种现象称为超声波的衰减。噪声衰减的因素主要有两类。一类是声束本身扩散,使单位面积上的能量下降,或反射,散射的结果,使能量不能再沿着原来的方向传播。在这一类事件中,声波的总能量并没有减少。另一类是,超声传播中,由于介质的吸收,将声能转换成为热能,因而使声能减小。着后一类的机理比较复杂,主要有粘滞吸收;弛豫吸收、相对运动吸收及空化气泡吸收。
对于给定的频率的超声波,其强度和压强幅度都随着距离的增大而按指数规律下降,可表示为:
I(x)=I0e-2αx
P(x)=P0e-αx
式中α为衰减系数。α是频率的函数。αmm = βfMHz。为常数。
衰减系数在很大程度上依赖于频率。这一点,我们在设计还是临床操作上都具有重大影响意义。实验结果表明,在医学超声频率范围内,人体组织对超声波的吸收系数几乎与超声波频率成正比。
㈡ 超声波的特点是什么
束射特性
由于超声波的波长短,超声波射线可以和光线一样,能够反射、折射,也能聚焦,而且.遵守几何光学上的定律。即超声波射线从一种物质表面反射时,入射角等于反射角,当射线透过一种物质进入另一种密度不同的物质时就会产生折射,也就是要改变它的传插方向,两种物质的密度差别愈大,则折射也愈大。
吸收特性
声波在各种物质中传播时,随着传播距离的增加,强度会渐进减弱,这是因为物质要吸收掉它的能量。对于同一物质,声波的频率越高,吸收越强。对于一个频率一定的声波,在气体中传播时吸收最历害,在液体中传播时吸收比较弱,在固体中传播时吸收最小。
超声波的能量传递特性
超声波所以往各个工业部门中有广泛的应用,主要之点
还在于比声波具有强大得多的功率。为什么有强大的功率呢?因为当声波到达某一物资中时,由于声波的作用使物质中的分子也跟着振动,振动的频率和声波频率―样,分子振动的频率决定了分子振动的速度。频率愈高速度愈大。物资分子由于振动所获得的能量除了与分子的质量有关外,是由分子的振动速度的平方决定的,所以如果声波的频率愈高,也就是物质分子愈能得到更高的能量、超声波的频率比声波可以高很多,所以它可以使物资分子获得很大的能量;换句话说,超声波本身可以供给物质足够大的功率。
超声波的声压特性
当声波通入某物体时,由于声波振动使物质分子产生压缩和稀疏的作用,将使物质所受的压力产生变化。由于声波振动引起附加压力现象叫声压作用。
由于超声波所具有的能量很大,就有可能使物质分子产生显诸的声压作用、例如当水中通过一般强度的超声波时,产生的附加压力可以达到好几个大气压力。液体中存起着如此巨大的声压作用,就
会引起值得注意的现象。当超声波振动使液体分子压缩时,好象分子受到来直四面八方的压力;当超声波振动使液体分子稀疏时,好象受到向外散开的拉力,对于液体,它们比较受得住附加压力的作用,所以在受到压缩力的时候;不大会产生反常情形。但是在拉力的作用下,液体就会支持不了,在拉力集中的
地方,液体就会断裂开来,这种断裂作用特别容易发生在液体中存在杂质或气泡的地方,因为这些地方液体的强度特别
低,也就特别经受不起几倍于大气压力的拉力作用。由于发生断裂的结果,液体中会产生许多气泡状的小空腔,这种空泡存在的时间很短,一瞬时就会闭合起来。空腔闭合的时候会
产生很大的瞬时压力,一般可以达到几千甚至几万个大气压力。液体在这种强大的瞬时
㈢ 超声波是什么意思
超声波是一种频率高于20000Hz(赫兹)的声波,它的方向性好,反射能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离比空气中远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限超过人的听觉上限而得名。
科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz~20000Hz。因此,我们把频率高于20000Hz的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1MHz~30MHz。
(3)平面超声波是什么样子的扩展阅读:
超声波特点
1)超声波在传播时,波长短,方向性强,能量易于集中。
2)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。
3)超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息诊断或对传声媒质产生效用及治疗。
4)超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
5)超声波可传递能量。
6)超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
㈣ 什么是超声波
超声波是频率高于20000赫兹的声波,它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。
㈤ 超声波探头发出的波的形状
1 超声波探头发出的波为脉冲波,更确切的说法是脉冲活塞波在阻尼状态下的波。
2 波形为横波,纵波,板波,表面波。
3 通常情况下活塞波的表现或计算,近场和平面波相似,远场和球面波相似。近场比较准确的计算为探头直径的平方除以4倍波长再减去四分之一波长。
㈥ 超声波是什么用于什么领域
[编辑本段]超声波的简介
我们知道,当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为20~20,000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时,我们便听不见了。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1~5兆赫。超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远等特点。可用于测距,测速,清洗,焊接,碎石等。在医学,军事,工业,农业上有很多的应用。
理论研究表明,在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比,超声波在介质中传播时,介质质点振动的频率很高,因而能量很大.在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入水罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理.咽喉炎.气管炎等疾病,呼唤斤年时斤百 很难血流到达患病的部位.利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够提高疗效.利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎,从而减缓病痛,达到治愈的目的。
现在,人们利用超声波来为飞机、轮船导航,寻找地下的宝藏。超声波就像一位无声的功臣,广泛地应用于工业、农业、医疗和军事等领域。斯帕拉捷怎么也不会想到,自己的实验,会给人类带来如此巨大的恩惠。
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㈦ 什么是平面超声波
理论上没有几何衰减的声波。
㈧ 超声波是什么
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。
科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。