超声波的定义及特性学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-12 格式:PPTX 页数:64 大小:3.8MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学弹性介质中质点机械振动状态的传播过程。其实是机械振动能量的传播过程。二、声波(shēnɡbō)按频率的分类及医用超声的范围声波(shēnɡbō)按频率(f)的分类简单(jiǎndān)的分类:第二节超声波的产生(chǎnshēng)1.位移:ξ=Acos(ω0t-φ)式中:A——振幅,即最大位移ω0=2πf0——角频率f0——固有频率φ——初相角(xiānɡjiǎo)2.速度:v=dξ/dt=-Aω0sin(ω0t-φ)=-Vmsin(ω0t-φ)式中:Vm=Aω0——最大速度3.加速度:a=dv/dt=-Aω02cos(ω0t-φ)=-Bcos(ω0t-φ)式中:B=Aω02——最大加速度单个质点无阻尼振动:动能、势能转换,能量守恒。/二、机械波产生的过程连续(liánxù)弹性介质中,某一质点的振动,通过弹性力的作用,传递给与它相邻的质点,后者也振动,并继续传递……能量传播,形成机械波。三、超声波的产生及传播由超声换能器产生振动,引起接触剂的振动,接触剂的振动又引起人体皮肤、脂肪及内脏的振动,超声波能量就这样进入了人体。第三节超声波的分类一、按质点振动(zhèndòng)方向和波传播方向的关系分类由于人体软组织无切变弹性,横波在人体软组织中不能传播,而只能(zhīnénɡ)以纵波的方式传播,所以纵波是超声诊断和治疗的常用波型。二、按波阵面的形状(xíngzhuàn)分类/三、按发射(fāshè)超声的类型分类第四节波动(bōdòng)方程与波参数2.波动(bōdòng)方程对于简谐平面波可写为:P=A1e-j(ωt-kx)+A2e-j(ωt+kx)④或:P=A1cos(ωt-kx)+A2cos(ωt+kx)⑤式中:k=ω/c=2π/λ——波数ω=2πf——角频率f——频率λ——波长4.讨论③、④、⑤式中,第一项x同向波,第二项x反向波,如无反向波(反射波),则A2=0P=P0cos(ωt-kx)=P0cos[ω(t-x/c)]该式表明:在离声源x处的振动(zhèndòng),要在声源振动(zhèndòng)的一个时延x/c后才发生。1.声速c声波在单位时间内传播的距离称声速,用c表示。声速c与质点振动速度v是不同的。c与以下因素有关:(1)c与波类型有关。横波c>纵波c。(2)在流体与气体介质中(平面纵波):B-介质的体积(tǐjī)弹性系数ρ-介质的密度(3)c与温度有关——因B与温度有关。如:空气中一定温度内每升高1℃,声速约增加0.6m/S。(4)c与频率无关,即无频散(色散)现象。与超声诊断有关的各种(ɡèzhǒnɡ)介质的声速重要声速(shēnɡsù)参数2.波长(bōcháng)、周期和频率(2)周期(zhōuqī)T(6)频率(pínlǜ)、波长对超声成像的影响3.声压(shēnɡyā)和声强(2)声强(shēnɡqiánɡ)I4.声压级和声强级(3)说明①对同一声波量,相对于同一参考声波量,恒有LI=LP②超声诊断仪回波信号动态范围LD=10lg(Imax/Imin)>100dB,即:Imax/Imin=1010(100亿)倍,或Pmax/Pmin=105(10万)倍。③如未指明参考声强,默认值I0=10-16W/cm2,这是当f=1kHz时,人耳能听觉(tīngjué)的最小声强,国际通用。/5.声阻抗率Z(3)人体(réntǐ)组织按声阻抗率大致可分成三类超声成像只能用于那些有液体和软组织的、且声波传播通路上没有气体或骨骼阻挡的那些区域。在液体和软组织中,声速(shēnɡsù)和声阻抗变化不大,使得声反射量适中,既保证了界面回波的显像观察,亦保证了声波可穿透足够的深度。此外,接收回波的时延与目标深度成近似的正比关系,这是B超诊断图像成功应用必要的物理基础。第五节超声波的传播(chuánbō)特性①反射定律:θi=θr与光学(guāngxué)定律同,②折射定律:因声、光同为波③发生(fāshēng)全反射的条件2.传播的力学(lìxué)特性(2)求解(qiújiě)思路/(3)超声波垂直入射界面(jièmiàn)时的力学特性显然有:原因是:①,即:②,即:体现(tǐxiàn)界面处输入输出体现(tǐxiàn)界面两边的力平衡能量守恒③由I=P2/ρc,可推得④注意:(4)讨论(tǎolùn)二、透过(tòuɡuò)薄层的波可以求得:式中:I1——第一层介质中的入射波能量I3——第三层介质中的透射波能量——介质2中的波数L2——中间层厚度(1)当,n=1,2,···(L2为半波长的整数倍)时或,且非Z2<<Z1,Z2<<Z3(L2薄,且Z2非疏)时可