超声检测物理基础第二章10
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《超声检测》课后综合训练答案第一单元超声检测得物理基础一、名词解释1、声波与电磁波声源体发生振动会引起四周空气振荡,那种振荡方式就就是声波。
电磁波就是电磁场得一种运动形态。
2、可闻声波与超声波可闻声波就就是人可以听见得声波,频率20Hz~20000Hz,高于20000Hz或低于20Hz一般人都听不到。
频率超过20000Hz得声波,称为超声波。
3、连续波与脉冲波波源持续不断振动所辐射得波称为连续波。
波源间歇振动辐射得波称为脉冲波。
4、纵波与横波纵波就是质点得振动方向与传播方向同轴得波。
横波就是质点得振动方向与波得传播方向相互垂直得波,如电磁波、光波等。
5、瑞利波与脉冲波瑞利波也称表面波,就是沿半无限弹性介质自由表面传播得偏振波。
(脉冲波见上述)6、波长与声速波长指沿着波得传播方向,两个相邻得振动相位相同得质点之间得距离。
在波动过程中,某一振动状态在单位时间内波传播得距离称为波速。
声波得波速简称声速。
7、声压与声强在超声场中某一质点由于超声波得传播而受到得附加压强称为该处得声压。
声强就是指单位时间内垂直通过单位面积得声能。
8、平面波与球面波波阵面为一系列相互平行得平面得波称为平面波。
波阵面为一系列同心球面得波称为球面波。
9、波得叠加与干涉当几列波在空间相遇时,在相遇区域内任一点得振动,为各列波单独存在时在该点引起得振动位移得矢量与,这一规律称为波得叠加。
如果两列频率相同、振动方向相同、相位差恒定得简谐波叠加时,使得空间某些质点得振动始终加强,而另一些质点处得振动始终减弱,这种现象称为波得干涉。
10、反射与折射波传播过程中,当遇到异质界面时,波得传播方向将发生改变。
一部分波从异质界面处返回到第一种介质,称为波得反射。
另一部分波将穿过异质界面继续传播,称为波得折射。
11、反射率与透射率反射波与入射波得声压或声强之比,称为波得反射率。
透射波与入射波得声压或声强之比,称为波得透射率。
12、聚焦与发散波在传播过程中,若果声束横截面越来越小,称为波得聚焦,反之则成为波得发散。
第二章医学超声的物理基础超声波是一种机械波,机械振动与波动是医学超声的物理基础。
它是由弹性介质中的质点受到机械力的作用而发生周期性振动产生的。
依据质点振动方向与波的传播方向的关系,超声波亦有纵波和横波之分。
由超声诊断仪所发射的超声波,在人体组织中是以纵波的方式传播的。
就是因为人体软组织基本无切变弹性,横波在人体组织中不能传播。
§2.1 超声波的一般概念一、机械振动与机械波宇宙中的一切物质,大至宏观天体,小至微观粒子都处于一定的运动状态,振动和波动是物质运动的基本形式之一。
物体的机械振动是产生波的源泉,波的频率取决于物体的振动频率。
(一)机械振动物体沿着直线和曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动,称为机械振动。
一切发声物体的运动及超声波源的运动等则是人们难以觉察到的振动现象。
物体(或质点)受到一定力的作用,将离开平衡位置,产生一个位移,该力消失后,由于弹性作用,它将回到其平衡位置,并且还有越过平衡位置移动到相反方向的最大位移位置,然后再返回平衡位置。
这样一个完整运动过程称为一个“循环”或叫一次“全振动”。
振动是往复、周期性的运动,振动的快慢常用振动周期和频率两个物理量来描述。
(二)机械波振动的传播过程,称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械振动在弹性介质中的传播过程,称为机械波。
交变电磁场在空间的传播过程,称为电磁波。
介质包括各种状态的物质,可以是弹性介质(液体、气体或固体)也可以是非弹性媒质;弹性介质传播机械波的机理可用图2-1加以说明。
弹性介质是由许多很小的微粒(称为质点)所组成,质点间由弹性力相互联系着,恰似由小弹簧联系在一起。
当外力F作用于质点A时,A就会离开平衡位置,这时A周围的质点将对A产生弹性力使A回到平衡位置。
当A 回到平衡位置时,具有一定的速度,由于惯性,A不会停在平衡位置,而会继续向前运动,并在相反方向离开平衡位置。
这时A又会受到反向弹性力,使A又回到平衡位置,产生振动。
超声基础-物理基础物理基础第一节声波的定义及分类一、定义物体的机械性振动在具有质点和弹性的媒介中的传播现象称为波动,而引起听觉器官有声音感觉的波动则称为声波。
根据声波的传导方向与介质的的振动方向的关系,声波有纵波和横波之分。
二、横波所谓横波是指介质中的质点都垂直于传播方向运动的波。
人体的骨骼中,不但传播纵波,还传播横波。
三、纵波即介质中质点沿传播方向运动的波。
在纵波通过的区域内,介质各点发生周期性的疏密变化,因此纵波是胀缩波。
理想流体(气体和液体)中声振动传播方向与质点振动方向是平行的,只存在于纵波。
人体中含水70—80%,故除骨路、肺部以外软组织中的声速和密度均接近于水。
目前医用超声的研究和应用主要是纵波传播方式。
第二节超声显像物理基础一、超声波基本物理量1、超声波是声源振动的频率大于20000 Hz的声波。
2、超声波有三个基本物理量,即频率(f),波长(λ),声速(c),它们的关系是:c=f·λ或λ=c/f,传播超声波的媒介物质叫做介质,不同频率的超声波在相同介质中传播时,声速基本相同。
3、相同频率的超声波在不同介质中传播,声速不相同,人体软组织中超声波速度总体差异约为5%。
因此目前医用超声仪一般将软组织声速的平均值定为1541m/s。
通过该声速可测量软组织的厚度,由于目前超声仪所采用的是脉冲回声法,故该回声测距的公式是:t组织厚度=C·───2利用超声方法进行测距的误差也是5%左右。
4、声阻抗是用来表示介质传播超声波能力的一个重要的物理量,其数值的大小由介质密度ρ与声波在该介质中的传播速度c的乘积所决定,即:Z=ρ·c单位为Kg/m2·s。
5.临床常用的超声频率在2~10 MHz之间。
二、超声波的物理性能l、超声波在介质中传播时,遇到不同声阻的分界面且界面厚度远大于波长,会产生反射,反射的能量由反射系数R I=〔(Z2-Z1)/(Z2+Z1)〕2决定。