超聲基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件-wenkub
2023-05-18 18:28:32 本頁(yè)面
【正文】 空氣介質(zhì)中振動(dòng)所產(chǎn)生的聲波 , 空氣介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng) ,振動(dòng)的方向與聲波的傳播方向一致 ,傳播時(shí)介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生疏密的變化。如超聲波，由超聲換能器產(chǎn)生振動(dòng)，引起接觸器的振動(dòng)，接觸劑的振動(dòng)又引起人體皮膚、脂肪及內(nèi)臟的振動(dòng)，超聲波能量就這樣進(jìn)入了人體。在平衡位置處，動(dòng)能最大，勢(shì)能為零；在最大振幅處，勢(shì)能最大，動(dòng)能為零。如果系統(tǒng)具有一初始位移量，則必然有一個(gè)彈性力使系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。 二． 超聲波的物理基礎(chǔ) ? 振動(dòng)是聲學(xué)的基礎(chǔ)，只有聲源的振動(dòng)才能發(fā)射出聲波。 超聲波的這些特性 ,使它在近代科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等方面得到日益廣泛的應(yīng)用。由超聲診斷儀所發(fā)射的超聲波 ,在人體組織中是以縱波的方式傳播的。在醫(yī)學(xué)診斷上所使用的超聲波是由壓電晶體一類的材料制成的超聲探頭產(chǎn)生的。頻率范圍在 20～ 20220Hz內(nèi)的波稱為可聽聲波 ,頻率范圍在 20Hz內(nèi)的波稱為次聲波 ,頻率范圍在 2 10 4 ～ 10 8 Hz的波稱為超聲波 ,頻率范圍在 10 8 ～ 10 12 Hz的波稱為特超聲波。次聲波、可聽聲波、 超聲波、 特超聲波統(tǒng)稱聲波。眼科方面所使用的超聲頻率在 5～ 15MHz范圍內(nèi) ,心和腹部所使用的超聲頻率在 2～ 10MHz范圍內(nèi)。就是因?yàn)槿梭w軟組織基本無(wú)切變彈性 ,橫波在人體組織中不能傳播。例如 ,我們可以利用超聲波來(lái)測(cè)量海底的深度和探索魚群、暗礁、潛水艇等。超聲波與普通聲波一樣，是振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。根據(jù)虎克定律，彈性力 F k =k ξ 。對(duì)于無(wú)阻尼的自由振動(dòng)來(lái)說(shuō)，振子的勢(shì)能和動(dòng)能的和保持恒定值，所以孤立質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)不會(huì)發(fā)生能量的傳遞。由此可見(jiàn)，獲得超聲波要有兩個(gè)條件：（ 1）一個(gè)做機(jī)械振動(dòng)的物體，以持續(xù)的提供能量，即波源或振源；（ 2）必須有能傳播這種振動(dòng)的彈性媒質(zhì)，固體、流體、氣體都是彈性介質(zhì)，都可以傳播超聲波，真空中沒(méi)有介質(zhì)存在，所以不能傳播機(jī)械波，包括超聲波。 縱波可以在固體、液體、氣體介質(zhì)中傳播。 22 波的傳遞 ? 按波陣面的形狀分類 ? 波從波源出發(fā)，在介質(zhì)中向各個(gè)方向傳播。 23 平面波 球面波 柱面波 ? 平面波對(duì)于研究問(wèn)題來(lái)說(shuō)最為簡(jiǎn)單，超聲診斷中，探頭發(fā)射的超聲波在近場(chǎng)可視為平面波，在遠(yuǎn)場(chǎng)可視為球面波（或球面的一部分）。連續(xù)波目前只在連續(xù)波多普勒血流儀中采用， A型、 M型、 B型及脈沖多普勒血流儀均采用脈沖波。對(duì)于縱向傳播的平面波 ,其聲速為 ? c=/ k / ρ ? 式中 : ρ 為介質(zhì)密度， k為介質(zhì)的體積彈性模量。 介 質(zhì) 空氣 (0℃ ) 腎 臟 石蠟油 (℃ ) 肝 臟 海水 (30℃ ) 頭顱骨 生理鹽水 鞏 膜 傳播速度(m/s) 332 1560 1420 1570 1545 3360 1534 1604 介 質(zhì) 人體軟組織(平均值 ) 角 膜 血液 房 水 腦組織 水晶體 脂肪 玻璃體 肌肉 (平均值 ) 傳播速度(m/s) 1540 1550 1570 1532 1540 1641 1476 1532 1568 21 在有關(guān)介質(zhì)中的超聲速度 2. 周期和頻率 ? 介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置往返振動(dòng) 1次所需要的時(shí)間叫周期 ,用 T表示，單位是秒 s；在1s的時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)稱為頻率 ,用 f表示 ,單位為周 /s，又稱作 Hz(Hz)。對(duì)于橫波 ,則是從一個(gè)波峰 (或波谷 )到相鄰波峰 (
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