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A-Level物理:超声波成像原理!

来源:      浏览:      发布日期:2021-10-08 13:36

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在我们的生活中,超声波的应用是比较广泛的,但是大家对超声波了解多少呢?超声波还是我们物理中的一个考点,比如A-Level物理。下面小编就来和大家分享超声波成像技术的基本原理一起来看看吧!

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在开始学习前,首先需要了解几个基本概念:超声波(ultrasound)和压电晶体(piezoelectric crystal)

超声波(ultrasound)是频率超出人听觉之外的声波,常用于成像的超声波频率在十万至百万赫兹之间。

高频的声波靠高频的电压所产生,频率越高,传入身体内部的超声波的衍射现象越少。换个角度来说,当波速固定时,波长和频率成反比,超声波的波长就相当于这种成像技术的仪器精度,频率越高,检测技术也就越精细。

广义上讲,transducer是一切将能量从一种形式转化成另一种形式的装置。但在超声波仪器中,它的功能是将外界输入的高频交流电转化成超声波,并将接收到的超声波转化成电能的设备,简言之,transducer既是超声波的发射器(transmitter)也是接收器(receiver)。

装置的核心部件是石英(也称作压电晶体 piezoelectric crystal),它和麦克风的原理一样。当外界声波能量输入时,石英晶体发生变形(distortion),行变量导致晶体两侧产生一个电势差,电势差的高低和频率的特征与接收的声波强度和频率同步。一般体检中使用的超声波频率为5000赫兹。

了解了以上2个基本概念之后,我们来看一下超声波成像的步骤:

首先,高频交流电导致晶体振动,振动发声。声波与高频电压同步,当交流电压的频率等于晶体的固有频率时,产生共振。随后,发射进入身体的超声波在密度差异比较大的肌肉-脂肪或者肌肉-骨骼的界面发生反射。

最后,transducer根据发射与反射的时间差,根据简单的“回声原理”计算出反射面的厚度。由点及面,多个“厚度”数据组合成体内结构的二维图,也就是我们做B超检查时,电脑屏幕上所形成的照片。

在历年真题中,超声波的考查范围包括声波的产生、接收以及超声波的吸收性和反射比率的计算。

A-Level物理超声波成像原理就和大家分享到这里了,这个知识点也是考试的考查点之一哦,备考的同学如果对这部分内容还有疑问,下来要了解巩固哦。如果还有其他疑问,或想了解培训课程,可以咨询在线客服。

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