Отражение и преломление УЗ-волны на границе раздела двух сред.

Отражение УЗ на границе раздела сред зависит от соотношения волнового сопротивления сред.

Волновое сопротивление является характеристикой среды, определяющей условие отражения и преломления волн на границе сред. Волновое сопротивление среды равно произведению плотности среды - p и скорости распространения УЗ-волны -С.

Z = p С

Представим себе, что УЗ-волна падает нормально на границу раздела сред. Интенсивность падающей волны - I₁, интенсивность преломленной волны – I₂. Отношение I₂/ I₁= b называют коэффициент проникновения звуковой волны.

Коэффициентом проникновения звуковой волны называют величину равную отношению интенсивности преломленной волны к интенсивности падающей

волны. Рэлей показал, что:

b = (4c₁p₁/c₂p₂)/{ c₁p₁/c₂p₂+1}²

Из этой формулы видно, что если c₁p₁=c₂p₂, то коэффициент проникновения максимален и равен 1. В этом случае УЗ волны проходят во вторую среду без отражения. Если c₁p₁<<c₂p₂, то c₁p₁/c₂p₂<<1 и коэффициент проникновения b рассчитывается по формуле: b = (4c₁p₁/c₂p₂). В этом случае проникновение будет незначительное, а отражение УЗ-волны максимальное. Например, коэффициент проникновения на границе воздух-кожа составляет 0.08%. Если волновые сопротивления сред соизмеримы, то часть волнового потока отражается, а часть его проходит во вторую среду. В этом случае коэффициент проникновения рассчитывается по формуле Релея. Например, на границе глицерин-кожа коэффициент проникновения составляет 99,3%, а доля отраженной волны составляет 0.7%. Следовательно, если УЗ-излучатель приложить к коже человека, то ультразвук не проникает внутрь, т.к. практически полностью отражается от тонкого слоя воздуха между излучателем и кожей. При использовании водного желе, которым покрывают поверхность кожи, интенсивность преломленной (проникающей) волны наибольшая.

УЗ-волны обладают высокой отражательной способность на границе мышца-надкостница-кость, на поверхности полых органов.

Дата добавления: 2015-07-25