超聲基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件-展示頁
2025-05-12 18:28本頁面
【正文】 （ 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，真空中沒有介質(zhì)存在，所以不能傳播機(jī)械波，包括超聲波。換句話說，機(jī)械振動(dòng)的能量在彈性介質(zhì)中傳播開來，這就形成機(jī)械波。對(duì)于無阻尼的自由振動(dòng)來說，振子的勢能和動(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。 21 彈性質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)系統(tǒng) ? 在振動(dòng)過程中，它只是自身做能量的轉(zhuǎn)換，由勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。根據(jù)虎克定律，彈性力 F k =k ξ 。 ? 機(jī)械振動(dòng)中最簡單的形式是一個(gè)自由度振動(dòng)系統(tǒng)，如圖 21，一個(gè)彈簧振子，質(zhì)量元件的質(zhì)量為 m，置于無摩擦的表面上，彈簧的彈性系數(shù)為 k。超聲波與普通聲波一樣，是振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域則可以用超聲波來滅菌、清洗 ,更重要的用途是做成各種超聲波治療和診斷儀器。例如 ,我們可以利用超聲波來測量海底的深度和探索魚群、暗礁、潛水艇等。② 由超聲波所引起的媒質(zhì)微粒的振動(dòng) , 即使振幅很小 , 加速度也非常大 ,因此可以產(chǎn)生很大的力量。就是因?yàn)槿梭w軟組織基本無切變彈性 ,橫波在人體組織中不能傳播。依據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系 ,超聲波亦有縱波和橫波之分。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)。 在自然界存在著多種多樣的超聲波 ,如某些昆蟲和哺乳動(dòng)物就能發(fā)出超聲波 ,又如風(fēng)聲、海浪聲、噴氣飛機(jī)的噪聲中都含有超聲波成分。次聲波、可聽聲波、 超聲波、 特超聲波統(tǒng)稱聲波。超聲基礎(chǔ)知識(shí) 一． 超聲波的定義及其特性 物體的機(jī)械振動(dòng)是產(chǎn)生波的源泉 ,波的頻率取決于物體的振動(dòng)頻率。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?？梢?，整個(gè)聲波頻譜是比較寬的，其中只有可聽聲波才能為人耳所聽到，而次聲、超聲、特超聲雖然屬于聲波卻不能為人耳所察覺。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。 2. 超聲波的特性 ? 超聲波和可聽聲波一樣 ,也是一種機(jī)械波 ,它是由介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受到機(jī)械力的作用而發(fā)生周期性振動(dòng)產(chǎn)生的。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。 與普通聲波 (可聞波 )相比 , 超聲波具有許多特性 , 其中最突出的有 : ① 由于超聲波的頻率高 , 因而波長很短 , 它可以像光線那樣沿直線傳播 ,使我們有可能只向某一確定的方向發(fā)射超聲波 。 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。在工業(yè)上 ,則可以用超聲波來檢測金屬內(nèi)部的氣泡、傷痕、裂隙等缺陷。 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。因此機(jī)械振動(dòng)源和彈性介質(zhì)是超聲波產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)。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)。即是說，在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈性力 Fk的變化與位移量的變化成正比，彈性力的方向與位移方向相反。在平衡位置處，動(dòng)能最大，勢能為零；在最大振幅處，勢能最大，動(dòng)能為零。但是，在連續(xù)的彈性介質(zhì)中，當(dāng)某一質(zhì)點(diǎn)受到外界作用而在其平衡位置做機(jī)械振動(dòng)時(shí)，通過質(zhì)點(diǎn)
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