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1.散射與衰減
散射是超聲波遇到物體或界面時(shí)沿不規(guī)則方向反射(非90°)或折射(非聲阻抗差異所造成的)。超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播時(shí),會(huì)隨著傳播距離的增加而減弱。這種現(xiàn)象稱(chēng)為超聲波衰減。引起超聲波衰減的原因是:
1)超聲束在不同聲阻抗界面上發(fā)生的反射、折射及散射等,使主聲束方向上的聲能減弱。
2)超聲波在傳播介質(zhì)中,由于介質(zhì)的黏滯性(內(nèi)摩擦力)導(dǎo)熱系數(shù)和溫度等的影響,使部分聲能被吸收,從而使聲能降低。聲能的衰減與超聲頻率和傳播距離有關(guān)。超聲波頻率越高或傳播距離越遠(yuǎn),聲能的衰減特別是聲能的吸收衰減越大,反之,聲能衰減越小。動(dòng)物體內(nèi)液體對(duì)聲能的吸收最小,其次是肌肉組織、纖維組織、軟骨和骨骼。
2.多普勒效應(yīng)
1843年奧地利科學(xué)家多普勒發(fā)現(xiàn),聲源與反射物體之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),反射物體所接收到的頻率與聲源所發(fā)出的頻 率不一致。當(dāng)聲源與反射物體相向運(yùn)動(dòng) 時(shí),聲音頻率升高,反之降低。此種頻率發(fā)生改變(頻移)的現(xiàn)象稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。頻移的大小取決于聲源與反射物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,速度越大頻移越大。相向運(yùn)動(dòng)時(shí)頻移為正,聲音增強(qiáng);反向運(yùn)動(dòng)時(shí)頻移為負(fù),聲音減弱。D型超聲波診斷儀就是利用超聲波的多普勒效應(yīng)把超聲波頻移轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌曧懀詸z查動(dòng)物體內(nèi)活動(dòng)的組織器官[包括妊娠檢查]。
3.超聲波的方向性
超聲波與一般聲波不同,由于其頻率極高,波長(zhǎng)又短,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于探頭的直徑, 在傳播時(shí)集中于一個(gè)方向,類(lèi)似平面波, 聲場(chǎng)分布呈狹窄的圓柱狀,聲場(chǎng)寬度與探頭的壓電晶片大小相接近,因而有明顯的方向性,又稱(chēng)超聲波的束射性或定向性。