超声检测物理基础第二章8PPT课件
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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。