Page 128 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

P i: biên độ áp lực của sóng tới.
Z 1, Z 2: trở kháng âm của hai môi trường.

Hình 3.4. Sự phản xạ và khúc xạ.
Sau đây ta sẽ xem xét một số trường hợp đặc biệt:
+ Tia tới vuông góc với mặt phân cách:  i =  r =0, cos i = cos r = 1. Khi đó hệ số
phản xạ của mặt phân cách được tính theo công thức:

Z − Z  2
K =  2 1  (3.11)
 Z 2 + Z 1 
+ Tia tới tạo một góc  i  0. Theo định luật phản xạ ta có góc phản xạ bằng góc tới  i
=  r. Sóng truyền tiếp lúc này không còn cùng hướng với sóng tới và tạo một góc  t 
 i, hiện tượng này gọi là hiện tượng khúc xạ, góc khúc xạ  t phụ thuộc vào tốc độ
truyền âm (c 1, c 2) trong hai môi trường và được xác định bởi công thức:

sin t = (c 2/ c 1)  sin i (3.12)
+ Chúng ta xét một trường hợp đặc biệt nữa với giả thiết là môi trường thứ hai có
c  c .Thế thì theo công thức (1.9) ta thấy sin   sin  , trong điều kiện các góc
t
i
1
2

 t , i  90 ta suy ra   . Vậy bây giờ ta tăng  thì  cũng tăng, giả sử khi ta tăng
0
i
i
t
t
 tới một giá trị  nào đó thì góc  t = 90 , lúc này thì tia khúc xạ đi là là mặt phân
*
0
i
i
cách hai môi trường, nếu tiếp tục tăng  thì không còn tia khúc xạ nữa mà toàn bộ
i
sóng được phản xạ trở lại môi trường thứ nhất, hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản
xạ toàn phần. Khi đó ta có thể tính  theo công thức:  * = arcsin(c /c ) .
*
i i 1 2
Từ hai công thức nêu trên ta thấy hệ số phản hồi của mặt phân cách giữa hai
môi trường phụ thuộc vào Z = (Z 1-Z 2) giữa hai môi trường:
∆Z càng lớn thì năng lượng phản xạ càng lớn, hầu hết năng lượng sẽ bị phản xạ
trở lại, và chỉ còn một phần rất nhỏ năng lượng sóng siêu âm đi được xuống môi
trường bên dưới mặt phân cách. Nếu ∆Z là vừa đủ nhận biết mặt phân cách thì một
phần năng lượng của sóng siêu âm sẽ truyền được xuống dưới mặt phân cách và tiếp
tục cho thêm thông tin về cấu trúc bên dưới.
∆Z giữa mô mềm và không khí hoặc mô mềm và xương rất lớn do đó trong ghi
hình siêu âm nếu sóng siêu âm gặp những mặt phân cách này thì hầu hết năng lượng
sẽ bị phản xạ trở lại, sóng truyền tiếp sẽ rất nhỏ và ta sẽ không nhận được thông tin
cấu trúc bên dưới mặt phân cách này, đó cũng chính là lý do tại sao trong siêu âm
chẩn đoán ta phải dùng gel tiếp xúc nhằm tạo ra tiếp xúc không có không khí.

128