09中南大学大学物理实验：B型超声成像实验
医学超声成像技术课件
头颅骨
3360
3. 声压与声强
（1）声压。 对于一无吸收介质的平面波，有波动时压强的最大值与没有波动作用时各点压强的差值称为压强振幅，由式4-2确定： （4-2） 式4-2表明，声压振幅与介质密度、质点的振动速度（简称振速）的最大值及波速c成正比。
20.00
1.6
肺
41.00
1.0
系统原理：利用超声波在传播路线上遇到介质的不均匀界面能发生反射的物理特性检测回波信号，并对其进行接收放大和信号处理，最后在显示器上显示。 脉冲回波成像系统主要分为三部分： 换能器、信号处理部分、显示和记录部分。
4.2 医学超声成像技术
4.2 医学超声成像技术
四维医学超声成像技术
图4-7 四维医学彩色超声诊断仪实物
图4-8 四维医学彩色超声诊断仪显示图像
4D医学彩色超声成像技术同其它超声诊断过程相比，主要是可以实时的观察人体内部器官的动态运动。
眼球玻璃体液
0.10
6～30
血液
0.18
10
脂肪
0.63
0.8～7.0
延髓(顺纤维)
0.80
1.7～3.4
脑组织
0.85
0.9～3.4
肝脏
0.94
0.3～3.4
肾脏
1.00
0.3～4.5
脊髓
1.00
1.0
肌肉(顺纤维)
1.30
0.8～4.5
颅骨
声阻抗和电学中电阻抗相似，声压相当于电压， 声速相当于电流强度。
4．声阻抗
表4-2 人体组织及相关物质的声阻抗
介 质
B型超声成像课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系本人改正。
§天文学家埃德温·哈勃发现：不同距离 的星系发出的光，颜色上稍稍有些差别。 远星系的光要比近星系红一些，即波长 要长一些，这种现象被称为“哈勃红 移”。它说明，各星系正以很高的速度 彼此飞离。
而在自相关处理中，用探测时间差异来解决这个问 题：脉冲发射过程中，前后两个相邻脉冲之间的时间差 Δt，包含了探测目标的运动方向与速度等变量因素，最 后反映在回波脉冲波形的相位差异上，由此通过脉冲自 身相位差的关系解得血流方向和速度的方法称作自相关 处理技术。
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§ 火车从身旁的铁路上呼啸而过时，会使我们非常明显 地听出鸣叫着的汽笛声突然间由尖锐变得低沉起来。
§ 当火车驰向我们时（V为正），我们所听到的汽笛声 （f1′）要比火车固定不动时的声音（f）尖锐一些（Δf1 ＞0， f1′＞ f ）；当火车背向我们驰去时（V为负）， 所听到的汽笛声（f2′）要比原来的声音（f）低沉一些 （Δf2＜0，f2′＝f2′＜ f ）。
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b超实验报告
b超实验报告B超实验报告一、实验目的通过B超技术对人体进行超声波成像，了解B超的原理和应用。
二、实验仪器和材料1. B超设备2. 纸张和笔三、实验原理B超（B-mode ultrasound）是一种无创、无辐射的医学成像技术，通过超声波在组织中的传播和反射来得到影像。
它可以用于检测和观察人体内脏器官、血管、胎儿等结构，并能提供实时动态影像。
四、实验步骤1. 打开B超设备，调整成像参数，如频率、增益、深度等。
2. 将探头涂抹适量的凝胶，以提高超声波的传导性。
3. 将探头轻轻贴在实验者的皮肤上，保持平稳并适当施加压力。
4. 通过观察B超图像，辨认并描述其显示的结构和特征。
5. 拍摄并保存感兴趣的图像或视频。
6. 关闭B超设备，清洁探头和皮肤。
五、实验结果通过B超技术，我们成功观察到了人体的内部结构，并得出以下结论：1. B超可以清晰地观察到人体器官的位置、形状和大小。
2. 不同组织和器官的反射程度不同，因此在图像上表现出不同的亮度和阴影。
3. B超可以实时观察器官的运动和功能，如心脏的跳动、胎儿的活动等。
六、实验分析与讨论B超是一种非常有用的医学诊断技术，它具有以下优点：1. 无创伤：B超不会对人体造成任何伤害，是一种安全的检查手段。
2. 无辐射：B超不使用X射线等有害辐射，对人体没有放射性危害。
3. 实时性：B超可以提供实时的动态影像，有助于观察器官的运动和功能。
4. 操作简便：B超设备易于操作，可以在短时间内获得良好的图像质量。
然而，B超也存在一些局限性：1. 对组织深度有限制：B超的有效深度通常在几厘米到几十厘米之间，对于深埋在组织内部的结构很难观察到。
2. 对组织分辨率有限：B超的分辨率相对较低，不能清晰地显示微小结构。
3. 受体质和体形限制：不同人群的体质和体形对B超的成像效果会有一定影响，肥胖、气胀等病情或因素可能降低图像质量。
七、实验总结通过这次B超实验，我们对B超的原理和应用有了初步的了解。
医学超声物理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解超声波的基本原理及其在医学领域的应用。
2. 掌握超声波检测设备的使用方法。
3. 学习如何进行超声波成像技术操作。
4. 分析超声波在人体组织中的传播特性。
5. 通过实验，验证超声波在医学诊断中的有效性。
二、实验原理超声波是一种频率高于20000Hz的声波，其传播速度受介质密度和弹性模量等因素影响。
在医学领域，超声波广泛应用于诊断、治疗和手术等方面。
本实验主要利用超声波成像技术对人体组织进行观察和分析。
三、实验仪器与设备1. 超声波诊断仪2. 探头3. 被测物体（如：人体模型、水槽等）4. 记录纸和笔四、实验步骤1. 将探头连接到超声波诊断仪上，调整仪器参数，如：探头频率、深度等。
2. 将探头放置在被测物体表面，调整探头位置，确保探头与被测物体接触良好。
3. 开启超声波诊断仪，观察屏幕上的图像，记录图像信息。
4. 改变探头位置和角度，观察不同部位的图像，分析超声波在人体组织中的传播特性。
5. 对比不同被测物体的图像，验证超声波在医学诊断中的有效性。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，超声波在人体组织中的传播速度与介质密度和弹性模量有关。
在人体软组织中，超声波的传播速度约为1540m/s。
2. 通过调整探头位置和角度，可以观察到不同部位的图像，如：心脏、肝脏、肾脏等。
这些图像为临床诊断提供了重要依据。
3. 实验结果表明，超声波在医学诊断中的有效性较高，可用于检测多种疾病，如：肿瘤、心脏病、肝胆疾病等。
六、实验结论1. 超声波是一种在医学领域具有重要应用价值的声波技术。
2. 超声波成像技术能够对人体组织进行实时、无创、高分辨率的观察和分析。
3. 超声波在医学诊断中的有效性较高，可用于检测多种疾病，为临床诊断提供了重要依据。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持探头与被测物体接触良好，避免产生干扰信号。
2. 调整探头位置和角度时，要缓慢、平稳，以免影响图像质量。
3. 实验过程中，注意观察屏幕上的图像，及时记录相关信息。
B超影像实验
B超影像实验【实验目的】1、学习B型超声诊断仪的使用；2、用B型超声诊断仪观测实体的图像；3、用B型超声诊断仪测量距离；【仪器与器材】便携式超声诊断仪台1台，水槽1个，带孔乒乓球1个，皮蛋1个，铁块2个。
【原理与说明】超声是超过正常人耳能听到的声波，频率在20000赫兹（Hertz，Hz）以上。
超声检查是利用超声的物理特性和人体器官组织声学性质上的差异，以波形、曲线或图像的形式显示和记录，借以进行疾病诊断的检查方法。
40年代初就已探索利用超声检查人体，50年代已研究、使用超声使器官构成超声层面图像，70年代初又发展了实时超声技术，可观察心脏及胎儿活动。
超声诊断由于设备不似CT或MRI设备那样昂贵，可获得器官的任意断面图像，还可观察运动器官的活动情况，成像快，诊断及时，无痛苦与危险，属于非损伤性检查，因之，在临床上应用已普及，是医学影像学中的重要组成部分。
不足之处在于图像的对比分辨力和空间分辨力不如CT和MRI高。
本教材只介绍灰阶超声成像（grey scale ultrasonic tomography）。
一、超声的物理特性超声是机械波，由物体机械振动产生。
具有波长、频率和传播速度等物理量。
用于医学上的超声频率为2.5～10MHz，常用的是2.5～5MHz。
超声需在介质中传播，其速度因介质不同而异，在固体中最快，液体中次之，气体中最慢。
在人体软组织中约为150m/s。
介质有一定的声阻抗，声阻抗等于该介质密度与超声速度的乘积。
超声在介质中以直线传播,有良好的指向性.这是可以用超声对人体器官进行探测的基础。
当超声传经两种声阻抗不同相邻介质的界面时其声阻抗差大于0.1%,而界面又明显大于波长,即大界面时,则发生反射,一部分声能在界面后方的相邻介质中产生折射,超声继续传播,遇到另一个界面再产生反射,直至声能耗竭。
反射回来的超声为回声。
声阻抗差越大，则反射越强，如果界面比波长小，即小界面时，则发生散射。
超声在介质中传播还发生衰减，即振幅与强度减小。
物理超声波实验报告册
一、实验目的1. 了解超声波的基本原理及其产生机制；2. 掌握用相位法测量超声波声速的方法；3. 学会用逐差法处理数据；4. 测量超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数；5. 运用超声波检测声场分布。
二、实验原理超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，其具有良好的方向性、穿透力强、易于获得较集中的声能等特点。
在均匀弹性介质中，声波以一定的速度传播，其速度与介质的性质有关。
超声波的传播速度可以通过测量声源与接收器之间的距离以及声波往返时间来计算。
三、实验仪器与设备1. 超声波发生器；2. 超声波接收器；3. 示波器；4. 信号发生仪；5. 尺子；6. 数据采集卡；7. 计算机。
四、实验步骤1. 连接实验仪器，调试超声波发生器和接收器；2. 测量声源与接收器之间的距离；3. 设置信号发生仪，产生超声波信号；4. 打开示波器，观察接收到的超声波信号；5. 记录超声波信号的相位差；6. 利用相位法计算超声波声速；7. 使用逐差法处理数据；8. 测量超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数；9. 运用超声波检测声场分布。
五、实验数据及处理1. 测量声源与接收器之间的距离：L = 1.0 m；2. 超声波信号的相位差：Δφ = 90°；3. 超声波声速：v = L / Δt = 340 m/s；4. 超声波在介质中的吸收系数：α = 0.1 dB/m；5. 反射面的反射系数：R = 0.9。
六、实验结果与分析1. 通过实验，我们了解了超声波的基本原理及其产生机制；2. 掌握了用相位法测量超声波声速的方法，并通过实验验证了该方法的有效性；3. 学会用逐差法处理数据，提高了数据处理能力；4. 测量了超声波在介质中的吸收系数及反射面的反射系数，为后续实验奠定了基础；5. 运用超声波检测声场分布，加深了对超声波应用的认识。
七、实验总结本次实验通过测量超声波声速、吸收系数及反射系数，了解了超声波的基本原理和应用。
b型超声成像基本原理
• 工作原理 • 垂直偏转板加慢扫描(锯齿)电压,水平偏转板加 调制扫描电压.回波电脉冲放大检波后加在显象管 栅极上调制水平扫描线的亮度,即可在光屏上看到 深度方向一组动点的位移随时间的变化图形. • 基本结构? • •
M型超声心动图片
第五节 超声多普勒诊断仪简介
• 一.Doppler效应 • 发声体与接收者有相对运动时,接收者接收到的 频率与发声体发出的频率不同的现象. • 声速方向与运动方向同一直线: • f=(c±v)f0/(c-+u) f0发射频率; f为接收频率. • 声速方向与运动方向有夹角: • f=(c±vcosθ1)f0/(c-ucos θ2) • C:声速 u: 发声体运动速度 • v: 接收者运动速度
多普勒效应
频率随波源与观测者运动而改变的现象叫多普勒效应。
• 二.多普勒频移公式: • fD=2vf0cosθ/c • fD =f-f0 • 设法测出fD,可求出运动速度V • 三.彩色多普勒超声诊断仪 • 特点: 在B型图像上叠加血流速度信息,流速快 慢用不同颜色标记. • 红色: 血流方向向外; 蓝色:血流方向向内; • 绿色及亮度:表示血流速度分布的分散程度. • 黄色:流向朝外速度分散 • 青色:流向朝内速度分散 • 配湍流声响
1.王磊,冀敏.医学物理学[M].北京:人民卫生出 版社,2013 2.陈亚珠,黄耀熊.医学物理学[M].北京:高等教 育出版社,2005 3. 吉强,洪洋.医学成像物理学[M].北京:人民卫 生出版社,2013 4.谢谢!二 B超结构框图
三. B型超声显像仪的工作原理
• 由垂直\水平扫描电路发出的信号分别加在显象 管的垂直/水平偏转板上,形成均匀光栅. • 超高频脉冲信号加在探头上,发出的脉冲超声细 束沿体表直线移动,同时探头接收回波脉冲. • 回波电脉冲经放大,检波,深度补偿后按顺序加 在显象管的栅极,调制光屏上深度扫描线上对应点 的亮度,形成自上而下的光点群,同步脉冲使探头的 发射\深度扫描\栅极回波三信号同步,若扫描线足 够多,帧频足够大,即可在光屏上显示一幅断面图像.
B型超声像工作原理
B型超声成像的工作原理摘要：人耳的听觉范围有限度，只能对20-20000赫兹的声音有感觉，20000赫兹以上的声音就无法听到，这种声音称为超声。
和普通的声音一样，超声能向一定方向传播，而且可以穿透物体，如果碰到障碍，就会产生回声，不相同的障碍物就会产生不相同的回声，人们通过仪器将这种回声收集并显示在屏幕上，可以用来了解物体的内部结构。
利用这种原理，人们将超声波用于诊断和治疗人体疾病。
在医学临床上应用的超声诊断仪的许多类型，如A 型、B型、M型、扇形和多普勒超声型等。
B型是其中一种，而且是临床上应用最广泛和简便的一种。
通过B超可获得人体内脏各器官的各种切面图形比较清晰。
B超比较适用于肝、胆肾、膀胱、子宫、卵巢等多种脏器疾病的诊断。
B超检查的价格也比较便宜，又无不良反应，可反复检查。
关键字：B超原理成像图像处理工作原理1．原理超声波在碰到障碍物的时候，会有回声产生，回声会因障碍物的不同而各自不同，并可以通过特定的仪器进行收集，以图像的方式显示在屏幕上，从而利用其特性对物体内部结构加以分析。
据此，我们可以和用超声波来对人体的疾病加以诊断并进行相应的治疗。
当超声波在人体内通过各组织进行传播时，人体不同组织所造成的声学差异，会使超声波在各组织交界面的地方发生反射，绕射及衰减现象，声源和接收器间的相对位置的变化也会导致多普勒频移。
B型超声波足超声中的一种，广泛应用于临床，并且具有简单方便的优点。
当前超声诊断仪有很多型号，扫查方法也多种多样，对反射、散射等信号进行采集，并以图像的形式对各种组织与病变彤态加以呈现，依托病理学与临床医学的专业知识，在观察和分析的基础上，找到特定的反射规律，从而准确判断出病变的部位和性质。
我们利用B超町以得到人体内部器官的清晰的截面图形。
B超因其价格便宜，不很反应几乎没有，得到较为广泛的应用，尤其足对于肝、胆、肾等实质性器官以及卵巢、子宫等妇科的检查和诊断。
线阵扫描和相控扇扫的原理当下，线阵扣描和相控扇扫是人们常用的B超系统的两种扫描方式。
【大学物理实验(含 数据+思考题)】仿真实验 超声波及其应用实验报告
仿真实验 / 超声波及其应用实验一、实验目的（1）了解超声波产生和接收方法；（2）认识超声脉冲波及其特点；（3）测量超声波在固体材料中的传播速度和波长；（4）通过实验了解超声波探伤的基本原理。
二、实验仪器超声波仪器、数字示波器、铝块、探头、耦合剂瓶子三、实验原理1.超声波超声波是频率在2X104Hz～1012Hz的声波。
超声波的波长比一般声波要短，具有较好的各向异性而且能透过不透明物质，这一特性已被用于超声波探伤和超声成像技术。
利用超声的机械作用、空化作用，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、去锅垢、清洗、灭菌等。
2.超声波的产生压电效应：某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产生形变，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。
逆压电效应：当一个晶体受电场作用时，其正负离子向相反的方向移动，于是产生了晶体的变形，这一效应是逆压电效应。
,)，其具有压电效压电陶瓷：具有自发极化现象的晶体，如钛酸钡（BaTiCO3应和逆压电效应，叫压电陶瓷。
压电晶片：压电陶瓷被加工成平面状，并在正反两面分别镀上银层作为电极，其被称为压电晶片。
当给压电晶片两极施加一个电压短脉冲时，晶片将发生弹性形变而产生弹性振荡，适当选择晶片的厚度可以得到超声波。
在晶片的振动过程中，由于能量的减少，其振幅也逐渐减小，因此它发射出的是一个超声波波包，通常称为脉冲波。
3.超声波的传播和接收超声波在材料内部传播时，与被检对象相互作用发生散射，散射波被同一压电换能器接收，由于正压效应，振荡的晶片在两极产生振荡的电压，电压被放大后可以用示波器显示。
4.直探头延迟和试块纵波声速、频率及波长的测量(1）超声波有多种波型：纵波波型／横波波型和表面波波型。
三种超声波:①纵波(介质质点的振动方向与超声波的传播方向一致，介质：固体, 液体,气体)②横波（介质中质点的振动方向与超声波的传播方向相垂直，介质：固体）③表面波（沿着介质表面传播, 由平行于表面的纵波和垂直于表面的横波合成，介质：固体和液体表面）本实验通过直探头产生超声纵波。
医学超声原理数字B型超声诊断仪实验
在探头前端加一个能够反射超声波的装（自行设计，此案例仅供参 考），探头透过此装置采集手指图像，观察B超仪器显示屏图像并将图 像保存至U盘；
观察并比较前后两次保存的图像的异同，并分析原因。
2）结石模型成像
打开B超仪器电源，选择B超工作模式；
将探头和结石模型放至水中，通过探头采集结石模型图像，观察B超仪 器显示屏图像并将图像保存至U盘，分析结石成像的机制。
8/12/2020
与本PPT配套的指定教材
目前，关于生物医学超声的参考书很多；但是从教十年多 来，一直很难找到一本非常适合本科生的教材。这也是编 者下定决心编写本书的主要原因之一。本书的内容主要包 括超声物理基础，压电效应与换能器技术，超声成像诊断 原理，超声治疗技术，医学超声实验，医学超声的最新进 展等。每章节都配置了一定量的练习与思考题，以帮助读 者巩固书中的内容，并提高分析解决问题的能力。为配合 双语教学，本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
8/12/2020
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目前，关于生物医学超声的参考书很多；但是从教十年多 来，一直很难找到一本非常适合本科生的教材。这也是编 者下定决心编写本书的主要原因之一。本书的内容主要包 括超声物理基础，压电效应与换能器技术，超声成像诊断 原理，超声治疗技术，医学超声实验，医学超声的最新进 展等。每章节都配置了一定量的练习与思考题，以帮助读 者巩固书中的内容，并提高分析解决问题的能力。为配合 双语教学，本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
数字B型超声诊断仪实验3 ——B超图像伪影与结石模型成像
牛金海 等编写
1
jhniu@
8/12/2020
与本PPT配套的指定教材
目前，关于生物医学超声的参考书很多；但是从教十年多 来，一直很难找到一本非常适合本科生的教材。这也是编 者下定决心编写本书的主要原因之一。本书的内容主要包 括超声物理基础，压电效应与换能器技术，超声成像诊断 原理，超声治疗技术，医学超声实验，医学超声的最新进 展等。每章节都配置了一定量的练习与思考题，以帮助读 者巩固书中的内容，并提高分析解决问题的能力。为配合 双语教学，本书保留了关键专业词汇的中英文对照。
影像学超声实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，掌握超声成像的基本原理、操作方法及临床应用，提高对超声图像的识别和分析能力，为今后从事超声诊断工作打下基础。
二、实验原理超声成像是一种非侵入性、实时、无创伤的医学成像技术。
利用超声波在不同介质中传播速度的差异，将体内器官、组织和病变结构以二维或三维图像形式显示出来。
三、实验设备1. 超声诊断仪：具有B型、M型、彩色多普勒等成像功能；2. 探头：根据检查部位选择不同频率的探头；3. 记录仪：记录实验过程和图像；4. 实验用标本：如离体器官、病变组织等。
四、实验步骤1. 接通超声诊断仪电源，预热30分钟；2. 根据检查部位选择合适的探头，并涂抹耦合剂；3. 将探头放置于检查部位，调整探头方向，寻找感兴趣区域；4. 观察图像，记录声像图特征，如回声强度、分布、边界等；5. 通过调节探头方向和深度，观察病变周围组织结构；6. 如有必要，可进行彩色多普勒成像，观察血流情况；7. 实验结束后，整理实验器材，记录实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：本次实验成功完成了B型、M型、彩色多普勒超声成像，观察到离体器官和病变组织的声像图特征。
2. 结果分析：（1）B型超声成像：正常器官和组织具有不同的声阻抗，表现为不同的回声强度。
例如，肝脏表现为均匀分布的强回声，而肾脏实质表现为弱回声；（2）M型超声成像：可实时观察心脏、大血管等运动情况，如心室壁的收缩和舒张；（3）彩色多普勒成像：可显示血流方向、速度和分布情况，有助于判断血管病变。
六、实验总结通过本次实验，我们掌握了超声成像的基本原理、操作方法及临床应用。
在实验过程中，我们学会了如何选择合适的探头、调整探头方向和深度，以及如何识别和分析超声图像。
这些技能对于今后从事超声诊断工作具有重要意义。
七、实验注意事项1. 实验前，熟悉超声诊断仪的操作方法；2. 选择合适的探头，根据检查部位调整探头频率；3. 实验过程中，保持探头与皮肤接触良好，避免气泡产生；4. 观察图像时，注意病变周围组织结构的变化；5. 实验结束后，整理实验器材，记录实验结果。
医学超声原理-数字B型超声诊断仪实验
实验要求：能够正确操作B超机成像系统，能够通过探头采集到耦 合剂的轮廓图像，并按时提交实验报告。
2022/1/15
实验内容
实验内容：
1、在B超模式下，先在空气中通过超声探头对耦合剂瓶成像，观察并记录 B超仪器显示屏图像至U盘；然后将耦合剂瓶放至水池中，再通过B超声 探头照射成像，观察并记录了B超仪器显示屏图像至U盘。比较两种情况 B超机成像的区别并分析其原因。采集B超图像比较超声波在水中与空气 中传播的差异，并给出解释。
将探头对准 空气中的耦
合剂瓶
再次观察B 超仪器显示
屏成像
比较前后两 次成像不同
的原因
观察图 像质量 良好
按下 将图像冻结
大约1分钟出 现”SUCCESS”字 符表示存储完毕
存取过程不能 进行其他操作
按下 存储图像至 U盘
2022/1/15
实验场景示意图
7
将耦合剂瓶放在空气中采集到图像
1/15/2022
2022/1/15
数字B型超声诊断仪实验二
——Gain & TGC操作及γ校正
12
2022/1/15
13 时间增益补偿（TGC: Time Gain Compensation）
实现深度增益补偿的意义：
➢ 探头发射超声能量在人体组织内传播时，因散射与吸收，探测深度增加 使超声能量逐渐减弱，当超声波频率为3MHz时，衰减可达3dB/cm
TGC的功能就是使相同声阻抗 差界面，不同深度回声图像有 相同的灰度显示
2022/1/15
15
总增益调节
在各工作模式下，可以控制整体图像区域的增强和减弱；顺时 针旋转增益加强，逆时针旋转增益减弱
超声实验报告
超声实验报告近代物理实验报告实验名称:超声实验摘要：本实验通过使用一台数字智能化的“超声波分析测试仪”，利用超声波的特性测量其纵波和横波在钢和铝中的波速，进而计算固体介质常用参数，并利用利用超声扫描成像进行水下模拟观测。
一、实验目的１．了解超声波产生和发射的机理；２．了解超声探头的结构及作用；３．学习用超声法来测量固体介质常用参数的方法；４．学习超声扫描成像技术的应用。
二、实验原理1.超声波的发射和接收超声波换能器是使其他形式的能量转换成超声能量（称发射换能器）或使超声能量转换成其他易于检测的能量（称接收换能器），其中应用最多的是声电、电声换能器：当一个电脉冲作用到探头上时，探头就发射超声脉冲，反之，当一个超声脉冲作用到探头上时，探头就产生一个电脉冲。
有了探头，再配上电信号的产生和接收等装置，就构成了整套超声波检测系统。
产生超声波的方法有很多种，如热学法、力学法、静电法、电磁法、磁致伸缩法、激光法以及压电法等等，但应用得最普遍的方法是压电法。
1). 压电效应某些介电体在机械压力的作用下会发生形变，使得介电体内正负电荷中心相对位移以致介电体两端表面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与压力成正比，这种由“压力”产生“电”的现象称为正压电效应，如1（a）所示。
(a)图1 压电效应示意图(a)正压电效应(b)逆压电效应反之，如果将具有压电效应的介电体置于外电场中，电场会使介质内部正负电荷中心位移，从而导致介电体产生形变，这种由“电”产生“机械形变”的现象称为逆压电效应，如图1（b）所示。
逆压电效应只产生于介电体，形变与外电场呈线性关系，且随外电场反向而改变符号。
如果对具有压电效应的材料施加交变电压，那么它在交变电场的作用下将发生交替的压缩和拉伸形变，由此而产生了振动，并且振动的频率与所施加的交变电压的频率相同，若所施加的电频率在超声波频率范围内，则所产生的振动是超声频的振动，即超声波的产生。
我们把这种振动耦合到弹性介质中去，那么在弹性介质中传播的波即为超声波，这利用的是逆1(b)近代物理实验报告压电效应，若利用正压电效应可将超声能转变成电能，这样就可实现超声波的接收。
b型超声成像实验报告
b型超声成像实验报告B 型超声成像实验报告一、实验目的本次 B 型超声成像实验的主要目的是了解 B 型超声成像的基本原理和操作方法，熟悉 B 型超声诊断仪的结构和功能，掌握 B 型超声图像的采集、分析和解读技巧，并通过实验观察不同组织和器官的超声图像特征，为今后的医学诊断和研究工作打下基础。
二、实验原理B 型超声成像（Brightness Mode Ultrasound Imaging），简称 B 超，是一种基于超声波在人体组织中传播和反射的原理进行成像的技术。
当超声波束进入人体后，会遇到不同声阻抗的组织界面，部分声波被反射回来，接收并处理这些反射波，就可以获得组织的结构和形态信息。
B 型超声成像通过电子扫描探头，以线阵或凸阵的方式发射和接收超声波。
探头中的换能器将电信号转换为超声波发射出去，反射回来的超声波又被换能器转换为电信号。
这些电信号经过放大、滤波、数字化等处理后，根据反射波的强度和时间，以灰度的形式显示在屏幕上，形成二维断层图像。
三、实验设备本次实验使用的是_____型 B 型超声诊断仪，包括主机、探头、显示器、打印机等部分。
探头的频率为_____MHz，分别有凸阵探头和线阵探头可供选择。
四、实验步骤1、准备工作接通 B 型超声诊断仪的电源，打开主机和显示器，等待仪器预热和自检完成。
选择合适的探头，并将其连接到主机上。
在检查床上铺上一次性床单，让被检查者仰卧或侧卧，暴露检查部位。
2、仪器调节调节探头的频率、深度、增益、聚焦等参数，以获得清晰的图像。
选择合适的成像模式，如腹部模式、心脏模式、小器官模式等。
3、图像采集将探头涂抹适量的耦合剂，轻轻接触被检查者的皮肤，按照一定的顺序和方向进行扫描。
在扫描过程中，注意观察图像的变化，及时调整探头的位置和角度，以获取最佳的图像。
对于需要重点观察的部位，可以进行多方位、多角度的扫描，并存储图像。
4、图像分析观察采集到的 B 型超声图像，分析图像中组织和器官的形态、大小、边界、内部回声等特征。
中南大学大学物理实验报告答案大全+实验数据+思考题答案
∆I = I × 1.5%
max
，得到
V ∆U = 0.15V , U ∆ = 0.075 ； ∆I = 0.075mA, ∆I = 0.75mA ；
2 1 2
∆U
(3) 再由
2
∆I + ( 3I )
2
= uR
R
( 3V
u
，求得
R1
)
= × 1 , u = R2 9 10 Ω 1Ω ； (44 1) ± Ω
(2) 照度与光电流的关系 L /cm 1/L
2
20.0 0.002 5 19.97
25.0 0.001 6 12.54
30.0 0.001 1 6.85
I /µ A
25 20 15 10 5 0 -10 0 10 20 30 40 50
伏安特性曲线
照度与光电
流曲线 (3) 零电压下的光电流及截止电压与照度的关系
0
λ 0 x λ0
−
其中
2
(
)
⎤ ⎡ ∂ + (a b)sin ϕ
u(λ) = =
1 600 ×
⎢ ⎣
∂ϕ
�
× × . cos15 60 180 092
u ϕ⎥ = a+ ϕ ( ) ( b) | cosϕ | u( ) ⎦ π
=0.467nm ; U =2×u(λ) =0.9 nm
1.
最后结果为: λ=(433.9±0.9) nm 当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到 1mm 内有 500 条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并 请说明理由。 答：由(a+b)sinφ=kλ ∵φ最大为 90º 又∵a+b=1/500mm=2*10 m，
B型超声诊断仪实验教学改革探索4页word文档
B型超声诊断仪实验教学改革探索一、我校B超实验教学现状目前，我们的B超实验内容主要是观察去皮的熟鸡蛋，并测量鸡蛋及其蛋黄切面的前后径和左右径来学习超声仪的使用。
在实验中我们发现，这种教学方法存在以下不足之处：一是教学内容过于单一，未能充分调动学生的积极性；二是操作简单，同学们对B超仪的使用，尤其是测量人体的生理及病理图像缺少练习；三是太注重理论，与临床严重脱节。
为完善B型超声实验教学，使基础医学、临床医学与超声图像有机结合，加强同学们基本知识、基本技能、基本方法的训练，提高学生的学习积极性，本文从教学内容方面进行了一些改革探索，以期能提高教学效果，改善我校医学影像物理学实验课的学习现状。
二、实验内容的改革我校的影像物理学实验教材由任课老师自己编写。
教学模式采用预习—实验—填写报告—老师评阅—问题反馈的模式。
教学内容主要为B型超声仪基本原理的回顾，B超仪使用方法的介绍，学生练习使用并测量。
为改变这种单一的教学内容，固定的教学模式，增加同学们练习的机会、培养理论联系实际的能力，我们对实验内容作了如下改进：1.设计了一些典型病例。
比如：①在去皮去黄的熟鸡蛋里注入适量水，模拟囊肿；②上述鸡蛋里放入青豆或石子，模拟结石（如图1）；③将注射针头插入鸡蛋内，模拟穿刺（图2所示）。
2.使用其他材料进行B超观察。
比如去皮的鱼肉，兔子的正常和受损的肝、肾，火腿肠和粉肠等等。
通过观察更多的模型，练习观察它们的内部结构、分析简单的图像特点。
这不仅丰富了实验内容，活跃了课堂，还提高了同学们对B超仪的操作技术和对B超图像的认识。
三、改进教学方法的几点建议1.运用不同的教学方法，提高学生兴趣。
教学方法是提高教学质量的关键所在。
传统的教学模式一般流程为：预习—做实验—填写报告—老师评阅—问题反馈。
在这种“填鸭模式”中，我们发现学生预习工作做得不是很好，以至于在回顾基本原理时学生只是一味的听，老师只能尽力地讲，而此时学生只能局限于理论知识的学习，缺少了探究的兴趣以及提出问题的积极性，没有有效的提高学生分析问题解决问题的能力。