第七章 超声波物理
八年级物理超声波的特点
八年级物理中，超声波的特点主要包括以下几个方面：
1.方向性好：超声波几乎沿直线传播，这使得它可以在特定方向上传播而不容易散失能量。
2.穿透能力强：超声波能穿透许多电磁波不能穿透的物质，例如金属、塑料等。
3.易于获得较集中的声能：超声波的频率高，因此可以在一定的空间范围内获得较集中的声能。
4.有很强的“破碎”能力：由于超声波具有较高的能量，它可以用来破碎物体，如医学上的超声波碎
石等。
综上所述，超声波在医学、军事、工业、农业等领域有着广泛的应用，例如声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。
需要注意的是，虽然超声波具有许多优点，但在使用过程中也需要注意其可能产生的负面影响，如对人体和动物的影响等。
因此，在使用超声波时，需要遵守相关规定和操作规程，确保安全和有效。
八年级物理超声波PPT精品课件
原理
v f
v
S t
方法 共振干涉法、相位比较法
时差法
实验原理
1、共振干涉(驻波)法测声速
声波频率已知。
到达接收器的声波，一部分被接收并在接收器电极上 有电压输出，一部分被向发射器方向反射。这两列反向传 播的同频率波干涉将形成驻波，任何两个相邻波腹(或两个 相邻波节)之间的距离都等于半个波长。
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PPT文档·教学课件
ΔΦ= 0
ΔΦ= π/4
ΔΦ= π/2 ΔΦ= 3π/4
ΔΦ= π ΔΦ= 5π/4 ΔΦ= 3π/2
相位差不同时的李萨如图形
ΔΦ= 7π/4
实验原理
3、时差法测量声速
若以脉冲调制正弦信号输入到发射器，使其发出脉冲声 波，经时间t后到达距离L处的接收器。接收器接收到脉冲 信号后，能量逐渐积累，振幅逐渐加大，脉冲信号过后， 接收器作衰减振荡。t可由测量仪自动测量。测出L后，即 可由V=L／t计算声速。亦可由示波器定性观察。
改变两只换能器间的距离，同时用示波器监测接收器 上的输出电压幅度变化，可观察到电压幅度随距离周期性 的变化。
相邻两次最大电压之间的位置差的绝对值应等于声波 波长的二分之一。
2
实验原理
2、相位比较(行波)法测声速
当接收器和发射器的距离变化等于一个波长时，则发射与 接收信号之间的相位差也正好变化一个周期(即ΔΦ=2π)，相 同的图形就会出现。所以，当准确观测相位差变化一个周期时 接收器移动的距离，即可得出其对应声波的波长λ，再根据声 波的频率，即可求出声波的传播速度
实验 超声波测声速
实验目的
1．了解超声换能器的工作原理和功能； 2．学习不同方法测定声速的原理和技术； 3．熟悉测量仪和示波器的调节使用； 4．测定声波在空气及水中的传播速度。
第七章-超声成像设备
（二）与普通声波比较的优势：
①由于超声波的频率高，因而波长很短，它可以像 光线那样沿直线传播，使我们有可能只向某一确 定的方向发射超声波；
②由于超声波所引起的媒质微粒的振动，即使振幅 很小，加速度也很大，因此可以产生很大的力量。
超声波的这些特性，使它在近代科学研究、工业生产和 医学领域等方面得到日益广泛的应用。例如：我们可以利用 超声波来测量海底的深度和探索鱼群、暗礁、潜水艇等。在 工业上可以用超声波对金属内部的气泡、伤痕、裂缝等缺陷 进行无损检测。在医学领域可以进行超声灭菌、超声清洗、 超声雾化等。更重要的是做成各种超声诊断仪器和治疗仪器。
3、实时成像 能高速实时成像，可以观察运动的器官，并节省 检查时间。
4、使用方便，费用较低，用途广泛。
第一节 概述 医学超声设备根据工作原理的不同，主 要分为三类： 一、脉冲回波法 ➢诊断信息来源于组织界面的反射和散射。 ➢根据显示方式分为：A型、M型、和A超：幅度调制型 它采用单探头发射单束超声脉冲，将所获得的由各
M型超声诊断仪
皮肤
探头
深度
时间
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M型超声诊断仪成像原理的特点：
1. M超众的深度扫描信号（锯齿波信号）不像A 超那样加到X偏 转板，而是加到Y轴偏转板上，于是扫描线是从上向下扫描， 回波信号（亮度）距顶部的距离表示被探查组织界面的深度。
2. 接收电路的输出信号不是加到X或Y偏转板，而是加到亮度调 至栅极。当有回波信号出现时，并不像A超那样显示波形而是 显示亮点，亮点的强弱代表回波信号的幅度，多个界面的回 波形成一系列垂直亮点。
因此，在声波的传播过程中，当遇到两种 不同媒质的界面时，要发生发射、折射， 他们遵守反射、折射定律。
• 反射波强度与入射波强度 之比，为反射系数，用air表 示。
初中物理超声波问题教案
初中物理超声波问题教案课程目标：1. 了解超声波的定义和特点；2. 掌握超声波的应用；3. 能够区分超声波和其他类型的波；4. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：1. 超声波的定义和特点；2. 超声波的应用；3. 超声波与其他波的区分。
教学难点：1. 超声波的传播特性；2. 超声波应用的原理。
教学准备：1. 超声波发生器；2. 超声波接收器；3. 实验材料（如水、泡沫等）；4. 教学PPT。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：我们平时听到声音的频率范围是多少？2. 教师回答：人类能听到的声音频率范围是20Hz到20kHz。
3. 提问：那么高于20kHz的声音我们是否能听到？4. 引入超声波的概念：超声波是频率高于20kHz的声音，人类听不到。
二、超声波的特点（10分钟）1. 提问：超声波有哪些特点？2. 引导学生思考并回答：超声波具有方向性好、穿透能力强、能量集中等特点。
3. 教师演示实验：使用超声波发生器和接收器，让学生观察超声波的传播和接收。
4. 引导学生观察并总结超声波的传播特性。
三、超声波的应用（10分钟）1. 提问：超声波在日常生活中有哪些应用？2. 引导学生思考并回答：超声波应用于医学诊断（如B超）、工业检测（如超声波探伤）、清洗（如超声波清洁）等。
3. 教师展示相关应用的图片和视频，让学生了解超声波应用的原理。
4. 引导学生讨论并理解超声波应用的原理。
四、超声波与其他波的区分（10分钟）1. 提问：超声波和其他类型的波（如电磁波、声波）有什么区别？2. 引导学生思考并回答：超声波是机械波，电磁波是电磁场的波动，声波是气体、液体、固体的振动。
3. 教师展示超声波、电磁波、声波的图片和特点，让学生区分它们。
4. 引导学生总结超声波与其他波的区别。
五、实验操作（10分钟）1. 教师布置实验任务：使用超声波发生器和接收器，进行超声波传播实验。
2. 引导学生分组进行实验，观察并记录超声波的传播情况。
第七章超声波成像
第一章 概 述 声波的基本性质
10-4
100
104
1081012 Biblioteka Hz)•••
•
•
次声波 可闻声波 超声波 特超声波
地震 海啸 核爆炸
语言 音乐 自然界
老鼠 分子热振动 蝙蝠 海豚
第一章 概 述
• 医学超声学是一门将声学中的超声（ ultrasound）学与医学应用结合起来形成 的边缘科学，也是生物医学工程学中重要 的组成部分。医学超声影像仪器涉及到微 电子技术、计算机技术、信息处理技术、 声学技术及材料科学，是多学科边缘交叉 的结晶，是理工医相互合作与相互渗透的 结果。迄今超声成像与X-CT、ECT及MRI已 被公认为当代四大医学成像技术。
。
第二章 超声波的物理性质
二、超声波的物理量
• （四）声强
• 声强是表示声的客观强弱的物理量,它用每 秒钟通过垂直于声波传播方向的1平方厘米 面积的能量来度量。
• 单位是焦耳／(秒·平方厘米)［J/(s·cm2)］。
• 声强与声源的振幅有关,振幅越大,声强也 越大;振幅越小,声强也越小。声强随着距 离的增大而逐渐减弱。
X线属于电磁波。 纵波：质点的振动方向与波传播方向一致的波。 横波：质点的振动方向与波传播方向垂直的波。 在超声诊断中，声波在人体所有软组织中均以纵 波的形式传播，故诊断用超声都为纵波。
第二章 超声波的物理性质 （四）波长
对于纵波,等于两相邻密集点(或稀疏点)间的距离,如图(a) 所示; 对于横波,则是从一个波峰(或波谷)到相邻波峰(波谷)的距 离,如图(b)所示。
超声在传播时，遇到与超声波波长近似或小于波 长（小界面）的介质时，产生散射与绕射。 绕射是超声绕过障碍物的边缘，继续向前传播。
八年级上物理超声波知识点
八年级上物理超声波知识点超声波是一种高频声波，其频率大于20千赫兹，常被应用在医学、工业、科研等领域。
在物理学中，我们还需要了解一些基础的超声波知识，下面就来系统地了解一下。
一、超声波的产生和传播
超声波的产生有多种方法，比如电声效应、热声效应、压电效应等。
而在传播时，超声波的速度和传播方向受材料性质和厚度等因素的影响。
二、超声波的应用
超声波在医学影像中有着非常重要的应用。
医生可以通过超声波产生的回声来观察人体内部器官的结构和功能。
此外，超声波还可以用于雕刻、焊接、探伤等工业领域，甚至可应用于潜艇探测等军事领域。
三、超声波与数字信号处理
数字信号处理技术是超声波应用的重要组成部分，它可以对超声波信号进行滤波、降噪、图像处理等操作，从而提高超声波在医学影像等领域中的精准度和可靠性。
四、超声波测距
超声波测距是超声波应用的重要方面之一，它可以通过对超声波传播时间和速度的测量来计算出被测对象的距离。
这项技术被广泛应用于自动控制、距离测量等领域。
五、超声波温度计
超声波温度计是一种常用的温度测试仪器，在某些条件下可以实现高精度的温度测量。
它通过测量超声波的声速和密度参数来计算物质的温度值。
以上就是八年级上物理超声波知识点的相关介绍。
希望对您的学习有所帮助。
超声物理学课件
图1-1-1声学频谱图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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（三）超声波应用范围
在20到100KHz的频率范围内，很多动物都用超声波进 行交流、导航及追捕它们的猎物。 从100 KHz（105Hz）到1MHz（106Hz），超声波最重 要 的 应 用 就 是 声 呐 （ 声 音 导 航 及 测 距 ） 。 2.5 MHz到5 MHz的频率用于心脏、腹部及软组织成像。 这 些 频 率 能 穿 透 组 织 可 到 达 20-15cm 的 深 度 。 5-10MHZ的频率的超声波可以用于小器官的成像，例如： 腮腺、甲状腺、颈部血管及眼睛显像，它只需要 4-5cm的 穿透深度。 10-30MHz 用于皮肤及血管内检查，可以获得高分辩 力的图像。 40-100MHz 用于生物显微镜成像，对眼活组织表面下 的显微诊断。
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（二）频谱图与超声波
1。谱图 在很宽的频率范围内，机械波和振动都可以产生声音，这种 频率范围叫做声学频谱。这个频谱从可听范围到构成物质振动状态的声子 的范围（>1012），在图1-1-1谱图中给出了声学频谱的图形解释。 2。超声波 人们能听到的声音，大约是20～20000Hz。高于20000Hz的声 音叫做“超音”，也就是通常所说的超声波
图1-1-3生物材料中的超声速
横条代表实验测的的速度范围
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2、波长与介质的关系
（1）同一介质 不同频率的超声波，在同一介质内传播时其 波 长 与 频 率 成 反 比 。 1MHz 的超声波在人体软组织中传播时，其波长为 1.5mm 。 3MHz 的超声波在人体软组织中传播时，其波长为 0.5mm 。 5MHz 的超声波在人体软组织中传播时，其波长为 0.3mm ， 所以频率越高的超声波在同一脏器组织中传播其波长愈短。 例如：用高频率的探头检查肝脏其波长也愈短。 （2）不同介质 同一频率的超声波，在不同介质内传播， 因传播声速不同，则波长也不相同。频率为3MHz的超声波在人 体软组织中传播时，其波长为0．5mm，而在空气中传播，其波 长为0.114mm。 所以用同一种探头检查人体不同的组织时，由于声速存在差 异，所以波长也是不相同的。
第七章 超声波物理.ppt
超声波发射
应
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第七章 超声波物理
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二、超声波的产生机制
2.电致伸缩效应
性
电场引起材料内部正负电荷重心相对位移,内部产
生应力导致宏观上的几何形变。
电能转变成机械能
压电陶瓷 超声发射换能器
第七章 超声波物理
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• 超声波有三个基本物理量，即波长（wave length,λ）,频率（f）和声速(velocity,C),它们 之间的关系为：
频率高、波长短、方向性强、能量大、危害小
第七章 超声波物理
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第七章 超声波物理
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第七章 超声波物理
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超声成像系统
显示器
控制面 板
探头 主机
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第七章 超声波物理
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超声成像系统—显示器
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第七章 超声波物理
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超声成像系统—探头种类
凸阵探头 线阵探头 相控阵探头 4D探头
穿刺探头
腔内探头
第七章 超声波物理
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• 声源 我们把能发出声音的东西叫做声源。 振动是产生声波的根源。 在超声成像中，探头晶片发射时即产生 超声，所以探头晶片就是声源。
• 介质 声源和接收声音之间的空间充满了气 体(空气)，或是液体，或是固体，即有种传 播声音的媒介物——介质。声波必须在介 质中传播，在真空中声波是不能传播的。
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一、圆形单晶片声源的超声场
2.超声场的角分布
性
换能器指向性 即描述声束集中程度
在中心轴及其以外的声压不均匀分布
中心部出现一主瓣，主瓣旁出现许多副瓣。
初三物理超声波知识点总结
初三物理超声波知识点总结超声波的产生超声波是指频率高于人类听觉范围（20Hz~20000Hz）的机械波。
在实际生活中，我们可以通过一些物理现象来产生超声波，比如压电效应、热效应和电磁效应。
1. 压电效应压电效应是指某些晶体或陶瓷材料在受到外力作用时会产生电荷分布不均，从而产生电压差。
当外力消失时，电荷分布又恢复均匀。
利用压电效应，可以使晶体或陶瓷材料发生振动，产生超声波。
2. 热效应热效应是指当物体受到热作用时，分子或原子会产生振动，进而产生声波。
通过热效应，可以利用特定材料的特性产生超声波。
3. 电磁效应电磁效应是指电磁场对物质产生的作用，可以通过电磁场产生机械振动，从而产生超声波。
常见的超声波发生器就是利用电磁效应产生超声波的。
超声波的传播在空气、液体、固体中，超声波的传播速度不同。
在空气中，超声波速度大约为343米/秒；在水中，超声波速度约为1500米/秒；在钢铁中，超声波速度可达5000米/秒以上。
此外，超声波在传播时会发生折射、反射和衍射等现象。
1. 折射当超声波从一种介质传播到另一种介质时，由于介质密度和声速的不同，超声波会发生折射现象。
根据折射定律，超声波入射角和折射角之间的关系可以用Snell定律表示。
2. 反射当超声波遇到障碍物时，会发生反射现象。
反射波产生后，可以用超声探测仪来探测反射波，从而得到目标物体的位置和形状信息。
3. 衍射如果障碍物的尺寸与超声波波长相当，就会出现衍射现象。
衍射是指波在穿过障碍物后，扩散到未经过的区域。
通过衍射现象，可以利用超声波来探测目标物体的轮廓和结构。
超声波的应用超声波具有穿透力强、无辐射、非侵入性等优点，因此在医学、工业、地质、海洋等领域有着广泛的应用。
1. 医学领域超声波在医学领域有着广泛的应用，比如超声波影像技术、超声波治疗技术和超声波麻醉技术等。
超声波影像技术可以用来检测人体内部器官的结构和功能，如超声心动图、超声肝胆胰等；超声波治疗技术可以用来治疗一些疾病，如肌肉损伤、骨折等；超声波麻醉技术可以用来麻醉手术患者，减轻术中疼痛。
超声波物理
三、声速、声压、声强与声阻抗
1、声速（音速） 声在弹性介质中传播时，单位时间内传播的距离称为声速。用符合C表示，单位ms-1。声音可以在气体、液体、 固体中传播，受到压强、密度、温度影响。超声的传播速度与一般音速相同，其大小与介质的弹性、密度、波动的类型有关。
在固体中平面波的声速为： 纵波C
Y
横波C
多晶片电子聚焦换能器把压电晶片排列成线型阵列，激励脉冲电压在电子开关控制下按一定的延迟时 序激励晶片。
第三节 超声在介质中的传播 在声学中介质的分类是以声阻抗来划分的。声波介质界面就是声阻抗不同的介质分界面。即：只要 声阻抗相同，不管其构成，都是相同的声学介质。超声可以在不同的介质中传播。 一、反射与透射 超声波在介质中传播时，一般遵循几何声学的原则：以直线传播遇到界面时会发生反射和透射。如 图7-6 发生反射和折射的条件是：1、界面的线度远大于声波波长及声束的直径；
3、压电材料的选择 压电陶瓷是一种多晶材料，如果温度发生变化，晶体内部结构也发生变化。当温度高于某一临界值Tc时，电畴结 构完全解体，压电效应也自行消失，物理学成这一临界温度为材料的居里点。例如锆钛酸铅（PZT)大约在300~388℃，钛酸钡为120℃。
4、压电效应的主要参数： 压电接收常数g 它是指压电片单位形变所产生的电位移，表示换能器接收性能的好坏，其单位是V.M.N-1表示。g越大越好。 压电发射常数d 它是指应力不变时，由电场变化引起的应变的变化。d越大越好。
7、平均功率A，单位时间内输出的功率。它等于脉冲占空因子和峰值功率之积。
二、超声波产生的机制
产生超声波有两个重要的条件：高频声源和传播超声的介质。临床实现超声的发射和接收是通过超声探头来实现。其核心部件就是一种压电陶 瓷。 自然界中有些电介质具有压电效应，所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内 部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电材料 它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料，这些材料具有以下特性： 1、电致伸缩效应 由电场作用引起材料内部正负电荷重心发生相对位移，使材料内部产生应力导致宏观几何变形，这种电能转变成机械能的效 应称为电致伸缩效应。 产生机制：介质内部存在极化现象，具有类似于铁磁体的磁畴样的电畴， 这些电畴在介质中（如压电陶瓷）自发存在并形成一种分子集团，自发 产生一定的电场。电畴长度在电场方向上有差别。外加电场时，电畴发 生转到，介质内电场与外电场方向一致，介质的几何长度随之发生变化。 由此介质将随外电场的变化而发生几何变化，即机械振动。而在介质中 产生机械波，其频率与外加电场频率一致。超声探头就是利用电致伸缩 效应将电压转变为声压，向人体发射超声。 2、压电效应 某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时， 其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的 电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正 压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
初中物理《超声波的应用》(共30张) PPT课件 图文
WHAT ·WHY ·H OW
为什么人能听见蜜蜂嗡嗡，确听不见蝴 蝶飞舞呢？
除了歌唱家、音乐家之外，还有哪些人 的工作与声音有关？
本节课你 学到了什 么？
课堂小结
超声波：高于20000Hz 1、声音 可听声: 20Hz---20000Hz
次声波：低于20Hz
２．超声波 方向性好 的特点 穿透能力强
25、没什么好抱怨的，今天的每一步，都是在为之前的每一次选择买单。每做一件事，都要想一想，日后打脸的时候疼不疼。 26、运气是努力的附属品。没有经过实力的原始积累，给你运气你也抓不住。上天给予每个人的都一样，但每个人的准备却不一样。不要羡 慕那些总能撞大运的人，你必须很努力，才能遇上好运气。
谢谢！ 学妹给我打电话，说她又换工作了，这次是销售。电话里，她絮絮叨叨说着一年多来工作上的不如意，她说工作一点都不开心，找不到半点成就感。 末了，她问我：学姐，为什么想 找一份 自己热 爱的工 作这么 难呢？ 我问她上一份工作干了多久，她 说不到 三个月 ，做的 还是行 政助理 的工作 ，工作 内容枯 燥乏味 不说， 还特别 容易得 罪人， 实在不 是自己 的理想 型。 我又问了她前几份工作辞职的原 因，结 果都是 大同小 异，不 是因为 工作乏 味，就 是同事 不好相 处，再 者就是 薪水太 低，发 展前景 堪忧。 粗略估计，这姑娘毕业不到一年 ，工作 却已经 换了四 五份， 还跨了 三个行 业。 但即使如此频繁的跳槽，她也仍 然没有 找不到 自己满 意的工 作。 2 我问她，心目中理想型的工作是 什么样 子的。 她说， 姐，你 知道苏 明玉吗 ？就是 《都挺 好》电 视剧里 的女老 大，我 就喜欢 她样子 的工作 ，有挑 战有成 就感， 有钱有 权，生 活自由 ，如果 给我那 样的工 作，我 会投入 我全部 的热情 。 听她说完，我尴尬的笑了笑。 其实每一个人都向往这样的成功 ，但这 姑娘却 本末倒 置了， 并不是 有了钱 有了权 有了成 就以后 才全力 以赴的 工作， 而是全 力以赴 工作， 投入了 自己的 全部以 后，才 有了地 位名望 钱财。 你要先投入，才会有收获，当你 真正投 入做一 件事后 ，会明 白两件 事：首 先你会 明白， 把一件 事认认 真真做 好，所 获得的 收益远 大于同 时做很 多事； 你会明白，有人风风火火做各种 事仍未 有回报 ，是因 为他们 从未投 入过。 从“做 了”到 “做” ，正如 “知道 ”到“ 懂得” 的距离 。 3 之前单位有一个姑娘，工作特别 拼命， 只要说 起她的 名字， 大家都 会赞不 绝口： 这姑娘 工作拼 命的程 度，连 男人们 都比不 上。 后来有一次，在公司的期刊上我 看到了 对这姑 娘的采 访，来 公司四 年多， 这期间 做过车 间的流 水工， 也在三 班倒的 岗位上 一做就 是两年 ，谁也 不知道 一个女 孩子究 竟是怎 么扛过 来的。 后来部门有了提拔晋升的名额， 这位姑 娘被列 入了第 一人选 ，并且 全票通 过。 她在采访里说： 毕业第一年，许多同学都穿上了 好看的 衣服， 走在了 宽敞明 亮的写 字楼里 ，对比 光鲜亮 丽的她 们，我 却穿着 劳保服 ，每日 穿梭在 各种不 同的机 械设备 里。 记得有人笑话我，说我一个姑娘 ，干一 份这么 不体面 又危险 的活， 丢脸死 了。 我当时有点生气，可后来当我沉 浸在这 份工作 里，当 我一点 点沉淀 打磨自 己，当 我发现 自己对 工作的 热情， 其实来 源于对 工作的 投入， 而不是 周遭的 环境时 ，我就 对别人 那点看 我的眼 光毫不 在意了 。 我越来越明确自己想要什么，热 爱着什 么，我 越来越 爱现在 从事的 这个行 业，热 爱这份 工作， 更热爱 一直坚 持努力 的自己 。 年轻时，我特别佩服那些不计较 金钱、 权位、 报酬专 心工作 ，认真 学习的 人，因 为不计 较钱多 钱少肯 认真工 作的人 ，往往 觉得只 要是能 从事这 份工作 ，本身 就是对 他的最 大报酬 。 事实上，当一个人为了工作本身 而不是 工作后 的工资 来做事 情的时 候，他 往往能 够把工 作做到 最好， 也一定 会收到 更多的 报酬。 4 读者给我留言，她说：二毛，我 好羡慕 你写了 那么多 文字， 看了那 么多书 ，你是 怎样坚 持做到 的呢？ 为什么 ，我总 是坚持 不下去 呢？ 我说，那是因为你对读书写作这 件事情 不够感 兴趣， 不够热 爱。 你会不会买一本书，其实你从来 不看， 但是你 觉得好 像拥有 了其中 的知识 ？你会 不会制 定了一 个计划 ，其实 你从来 坚持不 下来， 只是享 受制订 计划那 几天的 快乐？ 我们总是习惯了这样的开始，然 后又寥 寥草草 的结束 。对事 如此， 对待生 活也是 如此， 当一个 人对自 己的生 命开始 用“潦 草”来 搪塞时 ，生命 也会开 始对他 潦草。 如果跳舞，要像没有人看着那样 尽兴； 如果热 恋，像 从未受 伤一样 去爱； 如果唱 歌，像 无人听 着那样 投入； 如果活 着，就 把人间 当天堂 那般生 活。 这个世界上有很多事，都是当你 开始认 真对待 以后， 才会发 现其中 包含的 乐趣， 你要带 着关爱 而不是 期待地 投入生 活，当 你对待 事物越 认真， 对待工 作越投 入，你 会发现 能力与 乐趣接 踵而来 。 学妹给我打电话，说她又换工作了， 这次是 销售。 电话里 ，她絮 絮叨叨 说着一 年多来 工作上 的不如 意，她 说工作 一点都 不开心 ，找不 到半点 成就感 。 末了，她问我：学姐，为什么想 找一份 自己热 爱的工 作这么 难呢？ 我问她上一份工作干了多久，她 说不到 三个月 ，做的 还是行 政助理 的工作 ，工作 内容枯 燥乏味 不说， 还特别 容易得 罪人， 实在不 是自己 的理想 型。 我又问了她前几份工作辞职的原 因，结 果都是 大同小 异，不 是因为 工作乏 味，就 是同事 不好相 处，再 者就是 薪水太 低，发 展前景 堪忧。 粗略估计，这姑娘毕业不到一年 ，工作 却已经 换了四 五份， 还跨了 三个行 业。 但即使如此频繁的跳槽，她也仍 然没有 找不到 自己满 意的工 作。 2 我问她，心目中理想型的工作是 什么样 子的。 她说， 姐，你 知道苏 明玉吗 ？就是 《都挺 好》电 视剧里 的女老 大，我 就喜欢 她样子 的工作 ，有挑 战有成 就感， 有钱有 权，生 活自由 ，如果 给我那 样的工 作，我 会投入 我全部 的热情 。 听她说完，我尴尬的笑了笑。 其实每一个人都向往这样的成功 ，但这 姑娘却 本末倒 置了， 并不是 有了钱 有了权 有了成 就以后 才全力 以赴的 工作， 而是全 力以赴 工作， 投入了 自己的 全部以 后，才 有了地 位名望 钱财。 你要先投入，才会有收获，当你 真正投 入做一 件事后 ，会明 白两件 事：首 先你会 明白， 把一件 事认认 真真做 好，所 获得的 收益远 大于同 时做很 多事； 你会明白，有人风风火火做各种 事仍未 有回报 ，是因 为他们 从未投 入过。 从“做 了”到 “做” ，正如 “知道 ”到“ 懂得” 的距离 。 3 之前单位有一个姑娘，工作特别 拼命， 只要说 起她的 名字， 大家都 会赞不 绝口： 这姑娘 工作拼 命的程 度，连 男人们 都比不 上。 后来有一次，在公司的期刊上我 看到了 对这姑 娘的采 访，来 公司四 年多， 这期间 做过车 间的流 水工， 也在三 班倒的 岗位上 一做就 是两年 ，谁也 不知道 一个女 孩子究 竟是怎 么扛过 来的。 后来部门有了提拔晋升的名额， 这位姑 娘被列 入了第 一人选 ，并且 全票通 过。 她在采访里说： 毕业第一年，许多同学都穿上了 好看的 衣服， 走在了 宽敞明 亮的写 字楼里 ，对比 光鲜亮 丽的她 们，我 却穿着 劳保服 ，每日 穿梭在 各种不 同的机 械设备 里。 记得有人笑话我，说我一个姑娘 ，干一 份这么 不体面 又危险 的活， 丢脸死 了。 我当时有点生气，可后来当我沉 浸在这 份工作 里，当 我一点 点沉淀 打磨自 己，当 我发现 自己对 工作的 热情， 其实来 源于对 工作的 投入， 而不是 周遭的 环境时 ，我就 对别人 那点看 我的眼 光毫不 在意了 。 我越来越明确自己想要什么，热 爱着什 么，我 越来越 爱现在 从事的 这个行 业，热 爱这份 工作， 更热爱 一直坚 持努力 的自己 。 年轻时，我特别佩服那些不计较 金钱、 权位、 报酬专 心工作 ，认真 学习的 人，因 为不计 较钱多 钱少肯 认真工 作的人 ，往往 觉得只 要是能 从事这 份工作 ，本身 就是对 他的最 大报酬 。 事实上，当一个人为了工作本身 而不是 工作后 的工资 来做事 情的时 候，他 往往能 够把工 作做到 最好， 也一定 会收到 更多的 报酬。 4 读者给我留言，她说：二毛，我 好羡慕 你写了 那么多 文字， 看了那 么多书 ，你是 怎样坚 持做到 的呢？ 为什么 ，我总 是坚持 不下去 呢？ 我说，那是因为你对读书写作这 件事情 不够感 兴趣， 不够热 爱。 你会不会买一本书，其实你从来 不看， 但是你 觉得好 像拥有 了其中 的知识 ？你会 不会制 定了一 个计划 ，其实 你从来 坚持不 下来， 只是享 受制订 计划那 几天的 快乐？ 我们总是习惯了这样的开始，然 后又寥 寥草草 的结束 。对事 如此， 对待生 活也是 如此， 当一个 人对自 己的生 命开始 用“潦 草”来 搪塞时 ，生命 也会开 始对他 潦草。 如果跳舞，要像没有人看着那样 尽兴； 如果热 恋，像 从未受 伤一样 去爱； 如果唱 歌，像 无人听 着那样 投入； 如果活 着，就 把人间 当天堂 那般生 活。 这个世界上有很多事，都是当你 开始认 真对待 以后， 才会发 现其中 包含的 乐趣， 你要带 着关爱 而不是 期待地 投入生 活，当 你对待 事物越 认真， 对待 在一次踏青活动中，我认�
医用物理学 声波 4-7 超声波 公开课课件
➢ M型超声诊断仪
M型超声诊断仪(M超) 也属于辉度调制型。M 超是将单探头固定于体 表一点，探测内部深处 组织界面的运动。
探头
t
深 度
M超
• M超的特点
M超一般用于观察记录动态脏器的活动情况，特 别适用于检查心脏功能，称为超声心动图。通常 超声心动图还显示心电图和心音图。M超显示的 图像缺乏解剖形态的直观性，不适用于静态脏器 的检查。
由于超声波具有以上特性.使之成为诊断、定 位等技术的重要工具。
2、超声波对物质的作用： ①机械作用：使媒质分子产生剧烈的机械振动，声 压大而快速变化。 产生细胞容积和运动变化——细 胞按摩。 细胞原浆微流
细胞原浆颗粒旋转 引起 细胞内容物流动
细胞内部结构改变
加强局部的循环—改善缺氧 影响细胞膜弥散—渗透性大 加速代谢—促组织再生 延长软化结缔组织—松解粘连
A超实际上是利用超声波测量距离、确定位置。 超声测距定位技术在其他领域有广泛应用。
➢ B型超声诊断仪 线阵探头 心脏 B型(Brightness Mode，辉
心脏断层图
度型)超声诊断仪(简称B超)
是辉度调制型，能显示二
维信息。
B超
• B超的特点 B超探头移动(扫描)的方式可分为机械式扫描和 电子式扫描。B超可以直观显示脏器的大小、形 状、内部结构，并可将实质性、液性和含气组织 区分出来，并且可观察动态情况。
晶体表面出现电荷 力→电现象 （2）逆压电效应 某些晶体 交变电场 压缩或伸长
形成有规律的振动 电→振动现象
（3）超声波的发生
交变电场作用于压电晶体→
晶体振动→引起周围介质质点
压电晶体
有规律运动→向远处传播→在 高频脉冲发生器
介质中形成一连串疏密相间的
超声波物理
超声波物理超声波物理是研究超声波在物质中传播和相互作用的学科。
超声波是一种频率高于人耳听力范围的机械波，其频率一般在20kHz到1GHz之间。
超声波在医学、工业、材料科学等领域有广泛的应用，因此研究超声波的物理特性对于这些领域的发展至关重要。
超声波是由声波产生的，它们通过压电晶体的震动而产生。
当电场施加在压电晶体上时，晶体会发生形变，并将电能转化为机械能，从而产生超声波。
压电晶体的震动频率与施加在其上的电场频率相同，这种现象称为压电效应。
超声波的频率取决于压电晶体的特性和施加的电场频率。
超声波在物质中传播时，会受到物质的吸收、散射和传播速度的影响。
物质中的分子和原子对超声波的能量吸收有一定的选择性，这取决于超声波的频率和物质的性质。
吸收会导致超声波能量的衰减和传播距离的减小。
而散射是指超声波在物质中遇到界面或杂质时发生的方向改变，这种现象可以用来检测物质内部的结构和缺陷。
传播速度是超声波在物质中传播的速度，它与物质的密度和弹性模量有关。
通过测量超声波的传播速度，可以得到物质的力学性质和结构信息。
超声波在医学中被广泛应用于诊断和治疗。
超声波可以穿透人体组织，并与不同组织的界面发生反射和散射。
通过接收返回的超声波信号并进行处理，可以生成人体内部的图像，用于检测疾病和异常情况。
超声波诊断技术无创、安全，并且成本相对较低，因此在临床上得到广泛应用。
此外，超声波在医学治疗中也有重要应用，例如超声刀可以用于手术切割和凝固组织。
在工业中，超声波可以用于非破坏性检测和材料加工。
超声波的散射特性可以用来检测材料中的内部缺陷和裂纹，从而评估材料的质量。
超声波还可以用来清洗和焊接材料，其高能量可以使污垢和气泡迅速振动和脱落，从而提高清洗效果。
超声波焊接可以将两个物体通过超声波的振动熔接在一起，无需使用胶水或其他粘合剂。
超声波物理是一个多学科交叉的领域，涉及声学、电子学、材料科学等多个学科的知识。
通过研究超声波的物理特性，我们可以更好地理解超声波在物质中的行为，并应用于医学、工业和材料科学等领域。
超声波物理特性
声速声速与介质的体弹性系数和密度有关。
由于介质的弹性系数与温度有关，因此声速也与温度有关。
在超声诊断的频段中，人体组织的超声速度与频率无关，而且软组织中的声速都很接近，约为1540m/s。
波长、周期和频率声波在介质中传播时，两个相邻的同相位点之间的距离，如相邻两点稠密部之间的距离（超声波在人体中一般是以纵波方式传播），称为声波的波长，以λ表示。
波向前移动一个波长的距离所需的时间，称为声波的周期，以T表示。
介质中任何一给定点在单位时间内通过的波敝，称为声波的频率，以f表示。
它们之间的关系为λ=C/f=CT式中为声波的传播速度。
医学诊断中采用的超声波频率在1-20MHz范围内。
声阻抗介质中任意点的密度ρ与该点处声波的传播速度C之积为此介质在该点处的声阻抗，以Z表示，即Z=ρC。
它是表征介质的声学特性的一个重要物理量。
声阻抗的变化将影响超声波的传播。
声阻抗是采用反射回波法进行超声诊断的物理基础。
声压级与声强级声压级LP是以分贝表示的某个声压P与参考分压P0的比值，即LP=20lg(P/P0)声强级LI是以分贝表示的某个声强I与参考声强I0的比值，即LI=10lg(I/I0)声强是表示声的客观强弱的物理量，它表示通过垂直于传播方向上单位面积的能流率。
声强为I=1/2(ρCω02A2)= p02/(2Z)声强的单位是mW/cm2或W/m2。
声强与声源的振幅有关，振幅越大，声强也越大。
对于平面超声波，他的总功率为强度I和面积S的乘积，即W=IS。
由于超声强度太大会破坏人体正常细胞组织，因其不可逆的生物效应。
因此，国际上对诊断用超声强度安全剂量作出规定，一般接受的安全剂量为20mW/cm2。
超声波的指向性对于平面园片换能器，在无吸收的介质中其波束形状有两个不同的区域即园柱形区和发散区或称为近场区和远场区。
近场区的长度为D2/4λ，D为晶片直径，λ为该介质中传播的超声波长。
在远场区，发散角由sinθ=1.22λ/D给出。
超声波物理特性(精)
超声波物理特性1、方向性超声波与一般声波不同，由于频率极高，波长很短，远远小于换能器（探头压电晶体片）的直径，故在传播时发射的超声波集中于一个方向，类似平面波，声场分布呈狭窄的圆柱状，声场宽度与换能器压电晶体片之大小相接近，因有明显的方向性，故称为超声束。
2、反射、散射、透射、折射和绕射超声在密度均匀的介质中传播，不产生反射和散射射。
在传播中，经过两种不同介质的界面时，一部分能量由界面处返回第一介质，此即反射，其方向与声束和界面间的夹角有关，反射角和入射角相等，如二者垂直，即沿原入射声束的途径返回；另一部分能量能穿过界面，进入第二介质，此即透射。
两介质声阻相差愈小，财界面处反射愈少，透射入第二介质愈多，甚至可以没有反射，只有透射，如超声波在均匀介质水中的传播就是如此。
超声诊断常用这一特性来鉴别病变的囊性、实质性及结构是否均匀。
反之，两种不同介质的声阻相差愈大，则界面处反射愈强，透射入第二介质愈少，甚至难以透过，超声波的这一特性限制了超声在肺和骨的应用。
超声在传播时，遇到与超声波波长近似或小于波长（小界面）的介质时，产生散射与绕射。
散射为小介质向四周发散超声，又成为新的声源。
绕射是超声波绕过障碍物的边缘，继续向前传播。
散射回声强度与超声波入射角无关。
穿过大界面的透射波如果发生声束前进方向的改变，称为折射。
折射是由于两种介质声速不同引起的。
超声检查时，通过人体内各组织器官的界面反射和散射回声，不仅能显示器官的轮廓及毗邻关系，而且能显示其细微结构及运动状态，故界面的反射和散射回声是超声成像的基础。
3．吸收与衰减当声波在弹性介质中传播时，由于“内摩擦”或所谓“黏滞性”而使声能逐渐减小，声波的振幅逐渐减低，介质对声能的此种作用即为吸收，而声波由强变弱的过程即为衰减。
吸收与衰减的多少和超声波的频率、介质的黏滞性、导热性、温度及传播的距离等因素有密切关系。
超声波在介质中传播时，入射声能随传播距离的增加而减少的现象称超声衰减，其原因有反射、散射、声束的扩散及吸收。
第七章 超声波物理
性
第五节 血流动力学效应
第七章 超声波物理
3
第一节 超声波的基本性质
一、超声波的分类 二、超声波的产生机制 三、声速、声压、声强与声阻抗
性
第七章 超声波物理
4
一、超声波的分类
1.按振动形式分 纵波 横波 2.按频率分(临床用) 气体、液体、固体 固体 1～2.75MHz 3～10MHz 12～20MHz > 20MHz
声场中心轴上声压幅值随声程x变化而变化，范围是 0～2 p0 求出声场中心轴上声压最大及最小值
观察近场区内声压分布
第七章 超声波物理
34
一、圆形单晶片声源的超声场
1.超声场轴线上的声压分布 近场区内声压分布 声压极小值 pm=0
性
D2 pm 2 p0 sin[ ( x 2 x)] 4
第七章 超声波物理
17
三、声速、声压、声强与声阻抗
c (ms-1) 1550
性
1500
1450 1400 0 20 40 60 80 100 T (℃) 蒸馏水在标准大气压下声速与温度变化曲线
第七章 超声波物理
18
三、声速、声压、声强与声阻抗
2.声压(p) 压强瞬时值P与无超声传播时压强值 P0 之差 超声介质中传播
1.超声场轴线上的声压分布 近场区内声压分布 声压极大值
D2 2m 1 2 sin[ ( x x)] sin[( ) ] 4 2
性
pm=2po
D2 2m 1 ( x 2 x) ( ) 4 2
x xmax D 2 (2m 1) 2 2 4(2m 1)
超声学课件第七章PPT课件
02 超声波的医学应用
医学超声诊断
诊断原理
临床应用
利用超声波的反射、折射、衍射等物 理特性，获取人体内部结构信息，通 过图像显示，辅助医生进行疾病诊断。
广泛应用于腹部、妇产科、心血管、 浅表器官等领域，对肿瘤、炎症、血 管病变等疾病的诊断具有重要价值。
诊断方法
包括A型超声、B型超声、M型超声、 彩色多普勒超声等，每种方法有其特 定的应用场景和优势。
培训和教育
操作人员需接受专业培训，了解超声波的危害和防护措施，并定期 进行再培训。
超声波的防护措施
合理选用设备
选择符合安全标准的超声波设 备，避免使用过时的或不合格
的设备。
控制暴露时间和强度
根据需要合理安排工作时间， 避免长时间暴露于高强度超声 波下。
使用个人防护用品
操作人员应佩戴合适的防护眼 镜、手套等个人防护用品，以 减少对身体的直接暴露。
超声治疗
01
02
03
治疗原理
利用超声波的能量，对病 变组织进行热疗、机械效 应治疗等，以达到治疗疾 病的目的。
治疗方式
包括聚焦超声治疗、超声 手术等，具有无创、无痛、 恢复快等优点。
临床应用
主要用于治疗子宫肌瘤、 前列腺增生等疾病，以及 癌症的辅助治疗。
超声在医学领域的其他应用
药物传输
利用超声波的物理特性，将药物 定向输送到病变部位，提高药物
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超声学课件第七章
目录
• 超声波的基本原理 • 超声波的医学应用 • 超声成像技术 • 超声波的安全与防护 • 案例分析
01 超声波的基本原理
超声波的定于20000赫 兹的声波，具有波长短、穿透力 强的特性。
41.4超声波的物理特性及人体组织的声学类型
一、超声波的物理特性
超声场：超声波在弹性介质中传播时，介质中充满超声能量的空间区域 近场：近探头处声束呈狭小圆柱形，称近场，该区侧向、横向分辨力高，指向性好 远场：近场末端超声束开始扩散变宽，声能逐渐减小，侧向、横向分辨力下降
8
一、超声波的物理特性
• 垂直入射 • 具有方向性 • 反射（大界面） • 散射（微小粒子） • 探头接受信号反应回声高低及所在深度
一、超声波的物理特性
• 声波的方向性 直线传播
1
一、超声波的物理特性
反射
折射
2
一、超声波的物理特性
• 超声波入射到大界面（远大于波长），界面两侧介质存在声阻抗差时，发生反射或折射 • 两个介质无声阻抗，声波全部通过，无反射现象，称为透射 • 声波垂直入射大界面，按照原有方向前进和返回
3
一、超声波的物理特性
4
一、超声波的物理特性
骨骼：强回声，后方无回声
气管：后方无回声
5
一、超声波的物理特性
散射：声波遇到远小于波长的微小粒子，微粒吸收声波能量后向四周辐射 声波形成球面波 绕射：又名衍射。声波入射到1-2个波长的界面，声束绕过物体后，又以 原来的方向偏斜传播。
6
一、超声波的物理特性
声衰减：声波的强度越到深处越减弱的现象 与超声波的频率有关，频率越高，衰减越明显
9
二、人体组织界面的声学类型
无反射型
01
少反射型
03
人体组织界面的声学类型
（一）无反射型
液性组织（如：血液、尿液、积液、胆汁、羊水、囊肿里面的液体等）。
11
二、人体组织界面的声学类型
（二）全反射型
骨骼、含气组织（如：肺、胃、肠等）、结石。
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指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强P0变化（改变量）。符号P，单位N/㎡ (牛顿/ ，或Pa(帕斯卡）。超声在介质中传播，介质的密度随之做周期性变化，介质中的压强也就
随之变化。由声波的动力学方程可知，声压的表达式是：
x p Ac cos t c 2
第七章 超声波物理
超声波是一种高频机械波。它的声源振动频率超过2兆Hz。诊断用超声频率在1兆Hz至100兆Hz之间。它的特点是频率高、波长短、方向性强、能量大、
危害小。
之所以称为超声波是因为我们人耳感觉不到它，超出了人耳的感觉范围。人耳能够感知到的机械波频率是20~20000Hz，该波段称为声波。 通常机械波的频率划分为三个波段：次声波、声波、超声波。 次声波：频率在0至20Hz波段。次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波．次声的声波频率很低，一般均在20赫兹以下，波长却很长，传播
B型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，这些光点可通 过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。
M型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察 心脏各层结构的位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。
x 即p pm cos t c 2 其中pm Ac称为声压幅值。 A是振幅，是密度， c是声速，为声波的圆频率 pm 声压的有效值为 pe则pe 2
3、声强 声传播时也伴随着能量的传播．用单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量(声波的能 量流密度)表示．声强的单位是瓦/平方米．声强的大小与声速成正比，与声波的频率的平方、振幅的平方成正比 ．超声波的声强大是因为其频率很高，炸弹爆炸的声强大是因为振幅大． 声音强度由振动幅度的大小决定，以 能量来计算称声强。 2 2 P p 1 声强（I）与声压（P）的关系为： I cA2 2 m e
距离也很远．地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等都会产生次声波。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远．例如，频率
低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方．1960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！ 1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失！ 次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥 构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下．次声穿透人体时，不仅能使人 产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木， 而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤．次声波对心脏影响最为严重，可导致死亡。 人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01～20赫），倘若外来的次声频率与体内脏 的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、 耳鸣、恶心等等一系列症状．特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时， 更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。 声波：频率在20至20000Hz波段，又称可听声。人耳感知在该频段内的灵敏度也有区别。
2、压电效应
某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，
其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的 电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正 压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
3、压电材料的选择 压电陶瓷是一种多晶材料，如果温度发生变化，晶体内部结构也发生变化。当温度高于某一临界值Tc时，电畴结 构完全解体，压电效应也自行消失，物理学成这一临界温度为材料的居里点。例如锆钛酸铅（PZT)大约在300~388℃，钛酸钡为120℃。 4、压电效应的主要参数： 压电接收常数g 它是指压电片单位形变所产生的电位移，表示换能器接收性能的好坏，其单位是V.M.N-1表示。g越大越好。 压电发射常数d 它是指应力不变时，由电场变化引起的应变的变化。d越大越好。 三、声速、声压、声强与声阻抗 1、声速（音速） 声在弹性介质中传播时，单位时间内传播的距离称为声速。用符合C表示，单位ms-1。声音可以在气体、液体、 固体中传播，受到压强、密度、温度影响。超声的传播速度与一般音速相同，其大小与介质的弹性、密度、波动的类型有关。 在固体中平面波的声速为：
镜等超声技术，并且还可以与其他检查仪器结合使用，使疾病的诊断准确率大大提高。
第一节 超声波的基本性质 一、超声波的分类 超声波按振动方式分类：纵波和横波。在固体中声振动可以传播纵波和横波，但一般在液体和气体中，由于介质没有切变弹性，只能 传播纵波。人耳只能感受纵波。 超声波在临床按频率分类：1、低频超声 1~2.75MHz频段；2、中频超声3~10MHz； 3、高频超声12~20MHz； 超声波按发射方式分类：连续和脉冲两类。 连续超声波一般为正弦波，它的频率和振幅都不随时间变化而变化。如图： 脉冲式超声波，一般为阻尼衰减振荡波，如图7-1。临床使用的超声波就是脉冲式超声波。 脉冲式超声波的几个重要物理量： 1、脉冲宽度ז，即振动持续的时间。每个脉冲所占据的时间。临床常用是1.5~5us之间。 4、超高频超声20MHz以上。
1、超声聚焦原理 超声束可以像光束一样，利用透镜使之聚焦。在声程x大于晶片半径a及焦距f大于晶片半径a的情
况下，聚焦声束轴线上的声压幅值可以近似为：
f x x p 2 p0 sin B 1 1 2 x f f a2 L B为常数，B f f f是焦距，L是近场长度。当 x f时，p p0B, 对于理想的无球面球差 的球面透镜， d 1.2
f
a
临床应用时，希望焦点直径d越小越好，而焦距f大一些好。由上式可知：这是矛盾的。所以，要根据使用环 境综合考虑。
2、声聚焦的方法
声透镜聚焦
目前常用的声聚焦方法有如下几种：
就像光束一样，利用声透镜使之聚焦。原理是：透镜材料（固体）中声速大于镜外液体
或人体组织中的声速，用凹透镜实现聚焦。
第二节
超声场
超声场是指超声在弹性介质中传播时，超声能量在空间分布状态的描述。常用声强分布或声压分布来描述。 一、圆形单晶片声源的超声场 1、超声场轴线上声压的分布 在圆形单晶片声源的超声场中，轴线上近场区声压分布并不是均匀的，有极大值和极 小值随声程x的变化而变化。范围在0~2P0。其分布规律可用公式7-14来表达。 极大值和极小值沿声程x的分布如图7-3。晶体直径d越大，频率越高，则近场声压分布就越不均匀。 在圆形晶片的远场区，声压呈单值变化。 2、超声场的角分布 圆形活塞辐射器的声压分布除了在中心轴线上的分布不均匀以外，在中心轴的声压分布也是不
超声波：频率大于20000Hz的机械波。它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在密度较大的固体及液体中传播距离远， 可用于测距、工业探伤、医用超声（A、B、M、D）、清洗、焊接、钻孔、碎石、杀菌消毒等。 目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型四大类。 A型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、 液体或是气体是否存在等。
均匀的。其特点是中心部分出现一个主瓣，在主瓣两边出现许多付瓣，这个现象被称为换能器的指向性。如图7-4
二、声束的聚焦 在超声诊断中，探头辐射的声束宽度是限制横向分辨率的主要原因。为了减小声束宽度，常采用的方法之一是使用 声聚焦探头。
在超声治疗中，可使声束在聚焦区域有最大的强度，以集中治疗肿瘤组织等，而聚焦区以外的正常组织不被破坏。
D型：是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法，又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔是否狭窄、 闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统，可在超 声心动图解剖标志的指示下，以不同颜色显示血流的方向，色泽的深浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥
2
2 c
c4Leabharlann 声阻抗 声波传导时介质位移需要克服的阻力。是声学介质的重要物理量，因介质的密度为ρ，声速为c,则声阻
抗:Z=ρ.c，单位是N.s.m-3。常见的人体组织的声阻抗见表7-1 人体组织的声阻抗可分为三类：低声阻的气体或充气组织。如：肺部组织 中等声阻抗的液体和软组织。如：肌肉 高声阻抗的矿物组织。如骨骼。 声阻抗相差1%的组织都能得到回声波而被测量和诊断。
纵波C 横波C
Y
G
其中，Y是杨氏模量；G是切变模量；p是介质的平均密度。
在医用频率内，液体、气体只能传播纵波。设人体的体积弹性模量为B， 介质的密度为p,则人体内的声速为:
C
B
超声波在人体软组织的传播速度约为1500ms-1。在骨骼中的速度约为软组织的3倍。
2、声压 平方米 )
2、脉冲重复周期T，是指两个脉冲前沿相隔的时间。
3、脉冲重复的频率f，每秒钟内脉冲重复出现的次数。常用的是50~2000Hz. 4、间歇期Tr，指相邻脉冲之间的间歇时间，又叫静止期。 5、占空因子S，指脉冲宽度与间歇期之比。通常在0.0075%~1%之间。 f=1/T
6、峰值功率P，脉冲发射期间的最大功率。
1、电致伸缩效应 由电场作用引起材料内部正负电荷重心发生相对位移，使材料内部产生应力导致宏观几何变形，这种电能转变成机械能的效
应称为电致伸缩效应。 产生机制：介质内部存在极化现象，具有类似于铁磁体的磁畴样的电畴， 这些电畴在介质中（如压电陶瓷）自发存在并形成一种分子集团，自发 产生一定的电场。电畴长度在电场方向上有差别。外加电场时，电畴发 生转到，介质内电场与外电场方向一致，介质的几何长度随之发生变化。 由此介质将随外电场的变化而发生几何变化，即机械振动。而在介质中 产生机械波，其频率与外加电场频率一致。超声探头就是利用电致伸缩 效应将电压转变为声压，向人体发射超声。