超声基础(一)声学知识

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2023.03.21云南

什么是波?

物理学上指传播能量递进的一种形式,属于“能量”范畴。

波的分类:

物理学上波分为电磁波和机械波:

①电磁波由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,包括无线电波、微波、红外线、可见光(人眼可接收到的电磁波)、紫外线、X射线和伽马射线。

②机械波是机械振动在介质中的传播,包含水波、声波、地震波等。

波的传播形式

横波:电磁波、水波等

纵波:机械波、声波等

声波:

声源的定义:振动在弹性介质中传播时形成的一种机械波。

声源:指能通过振动发出声波的物体。

弹性介质:介质指媒介物质,弹性介质指空气、液体、人体软组织等能压缩和膨胀的、有弹性的媒介物质。

声纳:接收声波的物体。

声波的物理量:

频率(f):声源每秒钟振动的次数。

波长(λ):声波在介质中传播时,两个相邻的周期质点之间的距离。

相互关系:声速(c)=频率(f)×波长(λ)

声波通过频率划分,分为次声波、可听声波、超声波。引起人耳听觉器官有声音感觉的机械波称为声波(Sonicwave,soundwave),通常是20~20000Hz。频率高于可听范围的机械波称为超声波(ultrasonicwaves),简称超声。

超声波:人的听力范围是20~20kHz,超过20kHz癿声音被称为超声,低于20HZ的声音称为次声。

医学超声诊断最常用频率在2-16MHz(1MHz=1百万Hz)

地震波和海啸都是次声波,老鼠蝙蝠、海豚、狗能感知超声波。

声波的传播:

声波不能在真空中传播

声波在空气中传播很慢

在高密度的介质中传播很快

声波在软组织中的速度:

声波在软组织中的速度取决于所通过的介质的密度及硬度。其在骨骼、血液、软骨的传播速度各不相同,在软组织的平均速度是1540米/秒。这个数据被计算机用来计算声能量所走过的距离。

人体组织密度及声阻抗:

穿透力和分辨力:

超声波的频率越高,分辨力就越高,但穿透力越低。

相反,频率越低,穿透力就越强,但分辨力较差。

侧向分辨率:

侧向分辨率与扫描线的数量,探头的晶片数量及探头类型及形状有关。

声衰减:

超声波入射人体后,超声能量在传播中不断消耗及被人体组织所吸收(特别是脂肪组织),导致透入人体深部的超声波逐渐减少,反射回来的超声信号减弱,使远场图像质量下降。

造成衰减的原因:

·吸收衰减:声波的振幅由于“内摩擦”或黏滞性,使超声波机械能转换成热能,使总的能量逐渐减弱。

·扩散衰减:声束在传播过程中散开,使得保持在介质中原始前进方向上的能量减小,单位面积上获得的能量随距离的增加而减少。

·散射衰减:在人体内部存在尺寸与波长类似或者更小的微小结构,称之为散射元。声波在传播过程中遇到这些微小结构就会形成散射信号,部分散射信号朝向探头方向便可由探头接收,经由超声设备一系列的处理之后形成人体组织的内部回声信息。如遇两声速不同的介质时可引起传播方向的改变,即为折射。超声波入射到比波长大的界面且有一定声阻抗差时,就会产生反射。

为了使深度回声信息清楚,在诊断中要使用TGC调节,补偿声能的衰减。

声波的生物学效应:

超声波是一种能量形式,在生物体内传播时,超声波与生物组织发生相应作用。当超声波能量达到一定剂量时,会引起生物体的功能、结构或状态发生变化,这种作用称为超声生物效应。

THE END
1.超声波的解释超声波的意思汉典“超声波”词语的解释超声波 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。 https://www.zdic.net/c/5/15e/356283.htm
1.超声波是什么科普文章超声波是一种频率高于20kHz的声波,超出了人类听觉范围。通过振动介质,如空气、水或固体传播,并具有多种应用,包括医学成像、工业检测和清洁等。 超声波在医学领域广泛应用,最常见的是超声检查,也称为B超。这种技术利用超声波在不同组织间的反射来生成图像,帮助医生诊断疾病。如在产科中,超声波用于监测胎儿的发育情况。https://www.liangyiyy.com/article/info/1639655.html
2.超声波频率:F≥20KHz(在实际应用中因为效果相似,通常把F≥15KHz的声波也称为超声波); 功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2),通常p≥0.3w/cm2。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声...https://baike.sogou.com/v356166.htm
3.超声波超声波是声波与频率高于人的上可听临界听力。超声波在物理特性上与“正常”(可听)声音没有区别,只是人类无法听到它。这个限制因人而异,在健康的年轻人中约为20千赫兹(20,000赫兹)。超声波设备的工作频率范围为20kHz至数千兆赫。 超声波用于许多不同的领域。超声波设备用于检测物体和测量距离。超声成像或超声检查...https://vibaike.com/126615/
4.什么是次声波和超声波?19世纪时,德国科学家克拉尼通过实验得出:2万赫是人耳所能听到的声波的上限。后来人们就把这种超过2万赫的人耳不能听到的声波叫做超声波。 神奇的超声与次声超声波有两个很重要的特性:第一是它的定向性。由于超声波的频率很高,所以波长很短,因此它可以像光那样沿直线传播,而不像那些波长较长的声波会绕过物体前进。http://www.gq17.cn/news/show-4954.html
5.次声波和超声波1、使学生知道什么是次声波和超声波 2、使学生能用所学知识解释生活中的次声波和超声波. 教学建议 因多普勒效应和此声波、超声波两节的内容少,建议用一个课时. 本节重点是掌握声波的概念和形成声波的条件.学习中要了解声波能够发生反射、衍射、干涉等现象.声波反射时能听到回声,利用回声可以测速或测距.声波发生共振...https://www.fwsir.com/jiaoan/html/jiaoan_20080803221741_149938.html
6.什么是声波超声波和次声波?爱问知识人高于 20000Hz的频率就叫做超声波,而低于20Hz的频率就叫做次声波。https://iask.sina.com.cn/b/2uwwFu6c9r.html
7.超声波与声波有什么区别?,超声波是指,人耳朵能听到的声波频率为20~20000Hz,当声波的振动频率大于20000Hz时,人耳无法听到。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。2,超声https://www.chem17.com/Tech_news/detail/1851014.html
8.电磁波和超声波的区别电磁波和声波的区别电磁波和超声波的区别 电磁波和声波的区别 电磁波和超声波是两种常见的物理现象,它们在一些方面有相似之处,但在其他方面则存在着很大的差异。下面将对电磁波和超声波进行比较分析,以便更好地了解它们之间的不同之处。 1.电磁波和超声波的区别 电磁波和超声波都是一种能量传播的自然现象,但它们在很多方面有着...https://www.eefocus.com/e/522402