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
   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131