B超原理和多普勒效应

第３１卷６期　２００８年１　１月　安徽师范大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖｌ０ｌ＿３１　Ｎｏ．６　Ｎｏｖ．２００　８　

用对称性原理研究相对论多普勒效应　

陈光平　，祝恒江２　

（１。四川文理学院物理与工程技术系，四川达州６３５０００；２．新疆师范大学数理信息学院，新疆－ｑ鲁木齐８３００５４）　

摘要：本文从对称性出发，根据物理规律的不变性，研究了相对论多普勒效应．本文的推导体现简　单、对称的物理美学思想．　

关键词：对称性；多普勒效应；相对论多普勒效应　

中图分类号：Ｏ４１２．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—２４４３（２００８）０６—０５３８—０５　

引　言　

关于多普勒效应，大量文献［卜　］做了研究．文献［１］在推导出普通情况下机械波的多普勒效应后，从相　

对性原理和光速不变原理出发，推导出光在真空中的多普勒效应表达式；文献［２］一［４］都从相差恒定原理　出发，利用洛仑兹变换，对不同参考系中多普勒效应公式给出了普遍推导；笔者在文献［５］中从波长、频率、波　

速三者之间的关系式出发，推导出非相对论多普勒效应公式．本文将沿着文献［５］的思想，从对称性出发，利　

用相对论速度合成公式和尺度收缩公式，推导出相对论多普勒效应公式，以体现方法统一，思想简单、物理规　律不变的对称美．　

１推证思想和方法　

所谓对称性即物理量或物理规律在某种操作或变换下的不变性．多普勒效应是研究当波源和观察者发　

生相对运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率之间的关系；当波源和观察者发生相对运动时，在波　源上、观察者上、静止介质中分别测量同一个波的波长　、频率　和波速　可能不一样，但根据对称性要求及　

相对性原理，在任何惯性系中，物理定律具有相同的形式，可知，在各自测量的波长、频率和波速三者均应满　足关系：　

Ｖ＝　（１）　以某时刻波源发出波的波射线方向作为瞬轴，研究一个波（可以是不完整波长）在发出点时波源观察该　波的状态和在接收点时观察者观察该波的状态，然后建立两个状态的连接关系，即可得到多普勒效应公式．　

b超的工作原理？

当我们在医院做检查时，通常情况下在医生诊断前都会说“先去做个b超看一看”。b超已然成为医疗诊断中最常用到的检测方式。自从有了b超，对于绝大部分的内脏疾病的诊断也不再局限于手术检测，凭借着无痛、无创口、实惠的超声检测就可以对病灶部位进行更为精准的检测。不是所有的疾病都能够依靠超声进行检查，也不是所有的超声检查都可以不做提前准备随时进行都可以的。到底什么是b超呢？b超主要能够检查哪些方面的疾病呢？诸如此类很多问题对于绝大多数人来说并没有能够掌握。

一、什么是b超

超声检查的原理是通过发出、接受、处理超声波，利用超声波的物理特性和人体组织声学参数进行成像，结合解剖学、病理生理学及临床医学等学科的医学影像检查技术。医生可以根据超声影像中亮度强弱、回声的深度和强弱不同，来判断患者身体的健康状况。超声检查的类型有很多，包括A型超声、b型超声、D型超声、E型超声、M型超声、三维超声、超声造影等。

b超超声检查是超声检查的一种方式，是一种非手术的诊断性检查。b超检查能清晰地显示脏器形态、解剖层次、动态变化、相邻关系以及血管和其他管型结构的分布，从而对疑有疾病进行确诊或排除，赢得最佳的治疗时间。B超超声是非手术的诊断性检查，一般在临床应用方面。对受检者无痛苦、无损伤、无放射性，可以放心接受检查，B超可以清晰地显示各脏器及周围器官的各种断面像，由于图像富于实体感，接近于解剖的真实结构，所以应用超声检查可以早期明确诊断。

二、b超的工作原理

人类的听觉是有一定限制的，一般只会对20赫兹至20000赫兹有所感受，而超过20000赫兹以上的超频波是不会被人耳朵捕捉到的，这种20000赫兹以上的声音被称为超声。超声和普通的声音一样，会定向传播，在传播路径上如果有障碍物会被反射并传出回声，并通过专业的仪器对此类声波进行回收，用图像呈现出来。运用这种原理，可以通过超声的回声对检测器官进行精准的检测。在医学临床上应用的超声诊断仪的许多类型，如A型、b型、M型、扇形和多普勒超声型等。b型是其中一种，而且是临床上应用最广泛和简便的一种。通过b超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。b超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。b超有着价格实惠、无创口、无痛、可反复检测等优点。

用多普勒效应测速的原理及应用

中文摘要：本论文的目的是介绍多普勒效应的测速原理以及在生活中的应用。通过查找资料并且思考的方法，分析和推导出多普勒效应的定义，原理。并且通过对日常生活的观察以及上网的搜索，了解了多普勒效应在日常生活的应用，包括声纳测速、雷达测速以及医学仪器的使用。本论文通过对多普勒效应原理的解说，一步步引导出测速的原理，进一步直观地解释其应用，从而真正解决了对多普勒效应测速的解答。

关键词：多普勒效应 测速 原理 应用

论文：

一、多普勒效应

多普勒效应就是，当声音、光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比。

二、多普勒测速原理

用波照射运动着的物体,运动物体反射或散射波,由于存在多普勒效应,反射或散射波将产生多普勒频移,利用产生频移的波与本振波进行混频再经过适当的电子电路处理即可得到运动物体的运动速度。我们假设多普勒测速仪静止,运动物体的运动速度为v,运动物体的运动方向与多普勒测速仪的测速方向在同一直线上，为了得到多普勒测速仪所接收到的由于存在多普勒效应而频移的声波频率与运动物体运动速度之间的关系,我们分两步进行讨论。

1、声波测速

第一步,多普勒测速仪发射声波,运动物体接收到其所发射的声波.在这个过程中,多普勒测速仪作为波源是静止的,而运动物体作为波接收器以速度v运动.设多普勒测速仪所发射的声波频率为f,运动物体所接收到的声波频率为f′,声波的传播速度为v0,观测者相对于介质的运动速度vr。可得：

第二步,运动物体反射或散射声波,多普勒测速仪接收到其所反射或散射的声波.在这个过程中,运动物体作为波源以速度v运动,而多普勒测速仪作为波接收器静止.设多普勒测速仪接收到的声波频率为f″,由第一步我们知道,运动物体所反射或散射的声波频率为f′,于是可得：

江西中医学院计算机学院08生物医学工程2班 黄月丹 学号5047

超声诊断仪原理及其基本结构

超声成像检查技术是指运用超声波的物理特性，通过高科技电子工程技术对超声波发射、接收、转换及电子计算机的快速分析处理和显像，从而对人体软组织的物理特性、形态结构与功能状态作出判断的一种非创性检查技术。

超声诊断技术的发展历程

20世纪50年代建立，70年代广泛发展应用的超声诊断技术，总的发展趋势是从静态向动态图像(快速成像)发展，从黑白向彩色图像过渡，从二维图像向三维图像迈进，从反射法向透射法探索，以求得到专一性、特异性的超声信号，达到定量化、特异性诊断的目的。80年代介入性超声逐渐普及，体腔探头和术中探头的应用扩大了诊断范围，也提高了诊断水平，90年代的血管内超声、三维成像、新型声学造影剂的应用使超声诊断又上了一个新台阶。

二．超声诊断仪的种类

(一) A型 这是一种幅度调制超声诊断仪，把接收到的回声以波的振幅显示，振幅的高低代表回声的强弱，以波型形式出现，称为回声图，现已被B型超声取代，仅在眼科生物测量方面尚在应用，其优点是测量距离的精度高。(二) B型这是辉度调制型超声诊断仪，把接收到的回声，以光点显示，光点的灰度等级代表回声的强弱。通过扫描电路，最后显示为断层图像，称为声像图。B型超声诊断仪由于探头和扫描电路的不同，显示的声像图有矩形、梯形和扇形。矩形声像图和梯形声像图用线阵探头实现，适用于浅表器官的诊断；扇形声像图用的探头有多种，机械扇扫探头、相控阵探头和凸阵探头均显示扇形声像图。前二种探头可由小的声窗窥见较宽的深部视野，适用于心脏诊断；后一种探头浅表与深部显示均宽广，适用于腹部诊断，有一种曲率半径小的凸阵探头，也可用小的声窗，窥见深部较宽的视野。(三) M型 M型超声诊断仪是B型的一种变化，介于A型和B型之间，得到的是一维信息。在辉度调制的基础上，加上一个慢扫描电路，使辉度调制的一维回声信号，得到时间上的展开，形成曲线。用以观察心脏瓣膜活动等，现在M型超声已成为B型超声诊断仪中的一个功能部分不作为单独的仪器出售。(四) D型 在二维图像上某点取样，获得多普勒频谱加以分析，获得血流动力学的信息，对心血管的诊断极为有用，所用探头与B型合用，只有连续波多普勒，需要用专用的探头。超声诊断仪兼有B型功能和D型功能者称双功超声诊断仪。(五)