Page 126 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh
P. 126
3
5
3
6 Nước 1492 m/s 0,9982 g/cm 1,489. 10 g/cm .s
5
3
7 Không khí 331 m/s 0,0013 g/cm 0,0043. 10 g/cm .s
3
Vận tốc truyền được chọn cho các thiết bị siêu âm y học là 1540 m/s
1.2.5. Hệ số suy giảm âm
Là đại lượng đặc trưng cho khả năng làm suy giảm sóng siêu âm của một chất
đồng nhất. Để minh hoạ hiện tượng hấp thụ của sóng âm trong môi trường chất ta xét
mẫu vật dày 1cm (L=1), trong đó công suất ra bằng 1/2 năng lượng khi đi vào môi
trường. Hệ số suy giảm được xác định bằng 10 lần logarit cơ số 10 của tỉ số công
suất ra P so với công suất tới P , tất cả chia cho quãng đường siêu âm đi qua L:
t
e
P
10 log( e )
= P t [dB/cm] (3.7)
L
Trong thí dụ đó chọn, L=1, P /P =1/2, nên hệ số suy giảm là:
e
t
= 10 log( ) 2 / 1 =-3,01 (dB/cm)
Dấu âm chỉ ra rằng có sự suy giảm. Tuy nhiên trong thực tế việc xác định năng
lượng tới và năng lượng ra gặp nhiều khó khăn, vì vậy người ta thường xác định hệ
số hấp thụ thông qua biên độ sóng âm tới và sóng âm đi ra khỏi môi trường. Như đã
biết, công suất tỉ lệ với bình phương biên độ nên ta có:
A
10 log( e )
= A t [dB/cm] (3.8)
L
1.2.6. Năng lượng sóng âm
Sự truyển sóng siêu âm gồm cả truyền nâng lượng. Năng lượng phát ra từ máy
phát âm với vận tốc âm.
- Mật độ năng lượng tính bởi công thức :
2
3
2
E = 1/2 ρω A [J/m ]
Trong đó ρ: mật độ, A: biên độ.
- Sự lan truyền di chuyển phần tử được kết hợp với truyền năng lượng. Năng
lượng tiềm tàng tận dụng được truyền tới phần tử thứ 2 dưới dạng năng lượng
động học.
- Ngoài ra, để đặc trưng cho độ lớn của áp lực âm học mà phần tử trong môi
trường nhận được khi chịu tác động của nguồn sóng siêu âm, người ta đưa ra
hai đại lượng: áp suất âm thanh (P) và trở kháng âm (Z).
1.3. Bản chất sóng siêu âm
Sự hình thành sóng cơ học trong môi trường chất: Các môi trường chất đàn hồi
(khí, lỏng, rắn) có thể coi là những môi trường liên tục gồm những phần tử liên kết
chặt chẽ với nhau, ở trạng thái bình thường, mỗi phần tử có một vị trí cân bằng bền.
Nếu tác dụng lên một phần tử A nào đó của môi trường thì phần tử này dời khỏi vị trí
cân bằng bền. Do tương tác với các phần tử bên cạnh, một mặt kéo phần tử A về vị trí
cân bằng, một mặt phần tử A chịu lực tác dụng và do đó chịu lực thực hiện dao động.
Hiện tượng tiếp xúc này xảy ra đối với các phần tử khác của môi trường. Những dao
động cơ bản lan truyền trong môi trường đàn hồi được gọi là sóng đàn hồi hay sóng
cơ học. Về bản chất, sóng âm là sóng cơ học do đó tuân theo mọi định luật của sóng
cơ học. Có thể tạo ra sóng âm bằng cách tác dụng một lực cơ học vào môi trường
126