Page 129 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

Trở kháng khác nhau ít Trở kháng khác nhau nhiều
Hình 3.5. Tín hiệu phản hồi của sóng âm
trong môi trường với độ lệch trở kháng ít và nhiều
Như vậy sự phản hồi của sóng siêu âm chủ yếu phụ thuộc vào:
- Tốc độ truyền của sóng âm trong môi trường.
- Trở kháng âm của môi trường.
- Sự hấp thụ của tổ chức.
- Thông số (f,λ) của sóng siêu âm và cấu trúc hình học của tổ chức.
2.2. Sự hấp thụ
Sự hấp thụ là quá trình mà năng lượng âm bị tiêu tán trong môi trường. Mọi
dạng tương tác (phản xạ, tán xạ, khúc xạ hay phân kỳ) đều làm giảm cường độ chùm
siêu âm bởi sự định hướng lại năng lượng của chùm. Sự hấp thụ là quá trình mà năng
lượng siêu âm được chuyển sang dạng năng lượng khác chủ yếu là nhiệt. Với tính
chất này siêu âm có thể được sử dụng trong y tế để chữa bệnh (vật lý trị liệu).
Sự hấp thụ chùm tia siêu âm liên quan tới tần số, tới tính nhít và thời gian hồi
phục của môi trường. Thời gian hồi phục miêu tả tốc độ mà các phần tử quay trở lại

vị trí ban đầu sau khi thôi tác dụng lực hay chính xác hơn là lực tác động trở lại trạng
thái ban đầu. Nếu một vật liệu có thời gian hồi phục ngắn thì các phần tử quay trở về
vị trí ban đầu trước khi đợt sóng tiếp theo đến, còn khi thời gian hồi phục dài thì có
thể khi các phần tử đang trở về vị trí ban đầu thì đợt sóng khác lại tác động vào chúng
nên cần nhiều năng lượng lớn để dừng và chuyển hướng các phần tử và do đó sinh ra
nhiều nhiệt hơn.
Khả năng của các phần tử chuyển động qua một phần tử khác xác định độ nhít của
môi trường, độ nhít cao sẽ hạn chế dòng phân tử. Tần số cũng ảnh hưởng lớn đến sự
hấp thụ và quan hệ với cả độ nhít lẫn thời gian hồi phục. Nếu tần số tăng các phần tử
dao động càng nhiều và tạo ra nhiều nhiệt hơn do ảnh hưởng kéo theo của ma sát
(nhít). Mặt khác khi tần số tăng thì thời gian cho các phân tử quay về trạng thái cũ
trong quá trình hồi phục ít hơn, các phần tử vẫn tiếp tục chuyển động cần nhiều năng
lượng để dừng và định hướng lại nên hấp thụ nhiều hơn.
2.3. Sự suy giảm
Khi đi qua môi trường đồng nhất, cường độ siêu âm giảm dọc theo đường
truyền. Sự mất mát về biên độ này gọi là độ suy giảm. Độ suy giảm là kết quả của ba
quá trình: sự phân kỳ, sự hấp thụ, và sự tán xạ. Khi đi vào môi trường, tia có thể mở
rộng hoặc phân kỳ nên năng lượng sẽ lan truyền ra một diện tích rộng hơn theo quá
trình tia truyền qua môi trường, và do đó năng lượng trên một đơn vị diện tích giảm
xuống. Với các loại mô khác nhau thì sự suy giảm cũng khác nhau như chỉ ra ở hình
vẽ sau:

129