Колебательная скорость

Частицы среды, участвующие в передаче энергии волны, колеблются около положения своего равновесия. Скорость, с которой частицы колеблются около среднего положения равновесия, называется колебательной скоростью. Колебательная скорость частиц изменяется согласно уравнению:

V = V₀ sin ω t

где V - величина колебательной скорости;

V₀ - амплитуда колебательной скорости;

ω = 2¶ע, где ע - частота ультразвука;

t – время.

Амплитуда колебательной скорости характеризует максимальную скорость, с которой частицы среды движутся в процессе колебаний, и определяется частотой колебаний и амплитудой смещения частиц среды.

V₀ = 2pעA = ωА

Волновое сопротивление

При рассмотрении распространения УЗ волн важнейшим свойством среды является ее волновое сопротивление (акустический импеданс):

Ζ = ρС, (Па·с/м)

где

ρ - плотность среды, С - скорость УЗ в данной среде).

Скорость УЗ волны в мягких тканях практически постоянна, поэтому в эхографии волновое сопротивление является лишь функцией плотности ткани. Даже при незначительном различии плотностей между средами УЗ волна, достигшая границы двух сред, может и отразиться и пройти через границу раздела (Рис. 1.1.2).

В однородной среде или в случае неоднородных сред при падении УЗ по нормали к поверхности раздела УЗ луч распространяется прямолинейно.

При падении луча под углом к поверхности раздела (Рис. 1.1.2):

Рис. 1.1.2

а) угол отражения α₁ равен углу падения α;

б) отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β обратно пропорционально отношению волновых сопротивлений сред: sinα/sinβ = Z₂/Z₁

При этом, чем меньше угол падения, тем меньше доля отраженных от границы раздела УЗ волн и больше доля преломлённых (прошедших в другую среду).

Следует отметить, что в случае эхолокации, когда отражённый луч должен вернутся по тому же направлению, что и падающий, максимальная интенсивность будет тогда, когда луч падает по нормали к границе.

Дата добавления: 2015-11-14