Τι συμβαίνει όταν ένα κύμα υπερήχων φτάνει σε ένα όριο μεταξύ δύο διαφορετικών υλικών;
1. Προβληματισμός: Μέρος του κύματος υπερήχων αντανακλάται πίσω στο πρώτο υλικό. Η ποσότητα αντανάκλασης εξαρτάται από τη διαφορά στην ακουστική αντίσταση μεταξύ των δύο υλικών.
* Ακουστική αντίσταση: Ένα μέτρο για το πόσο ανθεκτικό είναι ένα υλικό για τη διέλευση των ηχητικών κυμάτων. Υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την πυκνότητα του υλικού με την ταχύτητα του ήχου μέσα σε αυτό.
* Διαφορά υψηλής αντίστασης: Μια μεγάλη διαφορά στην ακουστική σύνθετη αντίσταση οδηγεί σε ισχυρή αντανάκλαση, με μικρή μετάδοση ήχου στο δεύτερο υλικό.
* Διαφορά χαμηλής αντίστασης: Μια μικρή διαφορά στην ακουστική σύνθετη αντίσταση οδηγεί σε ασθενέστερη αντανάκλαση, με περισσότερη ηχητική μετάδοση στο δεύτερο υλικό.
2. Μετάδοση: Μέρος του κύματος υπερήχων συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω του δεύτερου υλικού. Το ποσό της μετάδοσης είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ποσότητα αντανάκλασης.
* γωνία μετάδοσης: Η γωνία του μεταδιδόμενου κύματος εξαρτάται από τη γωνία του προσπίπτοντος κύματος και τις ιδιότητες των δύο υλικών.
* διάθλαση: Το μεταδιδόμενο κύμα μπορεί να αλλάξει την κατεύθυνση (διαθλασμένη) καθώς διέρχεται από το όριο, ειδικά εάν τα υλικά έχουν διαφορετικές ταχύτητες ήχου.
3. Απορρόφηση: Κάποια ενέργεια από το κύμα υπερήχων μπορεί να απορροφηθεί από το δεύτερο υλικό. Η ποσότητα απορρόφησης εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού, όπως η πυκνότητα και η σύνθεσή του.
4. Διασκέδαση: Εάν το όριο δεν είναι απόλυτα ομαλό, το κύμα υπερήχων μπορεί να διασκορπιστεί σε διάφορες κατευθύνσεις.
Βασικά σημεία:
* απεικόνιση: Η απεικόνιση υπερήχων βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Τα ανακλώμενα κύματα δημιουργούν μια "εικόνα" των δομών μέσα στο σώμα.
* Θεραπευτικές εφαρμογές: Ο υπερηχογράφος μπορεί να χρησιμοποιηθεί θεραπευτικά για να στοχεύσει συγκεκριμένους ιστούς ρυθμίζοντας τη συχνότητα και την ένταση των κυμάτων.
* Δοκιμή υλικών: Ο υπερηχογράφος χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για να αξιολογήσει την ποιότητα των υλικών και να ανιχνεύει ελαττώματα.
Παραδείγματα:
* Σάρωση υπερήχων ενός εμβρύου: Οι μαλακοί ιστοί του εμβρύου έχουν διαφορετικές ακουστικές αντιστάσεις σε σύγκριση με το περιβάλλον αμνιακό υγρό. Αυτή η διαφορά επιτρέπει την αντανάκλαση των υπερήχων κυμάτων, δημιουργώντας μια εικόνα του εμβρύου.
* χειρουργική επέμβαση με υπερηχογράφημα: Η αντανάκλαση των υπερήχων κυμάτων από χειρουργικά όργανα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθοδηγήσει τα όργανα κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης.
* Υπερηχητικός καθαρισμός: Τα κύματα υπερήχων χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των αντικειμένων δημιουργώντας μικροσκοπικές φυσαλίδες που διασπούν τη βρωμιά και τα συντρίμμια.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εμβαθύνετε σε οποιαδήποτε από αυτές τις πτυχές!
