医用物理学 第2版 课件 第3章 波动 声波.ppt

四声源与观察者不沿二者连线运动S??O例：火车鸣笛匀速行驶，观察者在铁路旁，测得火车驶来时汽笛声频为440Hz，火车驶去时汽笛声频为392Hz，试计算火车速度。（空气中声速为330m/s）解：观察者静止v0=0，火车速度vs，汽笛频率为f0，火车驶来时观察者测得汽笛声频为f?1=440Hz火车驶去时观察者测得汽笛声频为f2=392Hz例利用多普勒效应监测车速，固定波源发出频率为100kHz的超声波，当汽车向波源行驶时，与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为110kHz.已知空气中的声速为330m/s，求车速.解:(1)波源静止，车为观察者，接收频率为(2)车为波源，向接收器运动，接收器静止，接收器接收频率为车速五超声多普勒测血流仪vf0f2?RBC收到的频率f1把RBC当成声源，发射频率为f1探头收到的频率f2探头发射的频率f0多普勒频移由于uv，探头一、超声波的产生与接收压电效应：某些晶体（石英等），受到外界压力或拉力作用时，在晶体受压或受拉的两个表面出现等量正负电荷现象，亦称压电效应(亦称正压电效应）。+++---+++---说明:⑴产生正负电荷的量与施加的外力大小成正比；⑵外力去掉后，产生的正负电荷消失；⑶具有压电效应的晶体称为压电晶体.压电晶体压电晶体晶体电致伸缩效应（逆压电效应）：当压电晶体两个表面加上电压时，晶体的厚度将沿电场的方向发生变化。高频信号发生器压电晶体+++++-----高频信号发生器压电晶体+++++-----压电晶体说明：⑴压电晶体厚度变化与施加电压大小成正比；⑵电压消失，压电晶体形变消失.信号发生器+++++-----结论:压电晶体在正弦信号作用下做同频率的简谐振动.超声波的产生：当把压电晶体放入高频电场中时，它就会按照电压的频率伸缩，在介质中产生超声波。超声波高频信号发生器探头：是在压电晶体两个表面镀一层很薄的金属膜（如银）并引出导线构成，可产生超声也可接收（探测）超声.探头t说明：⑴利用压电晶体的电致伸缩效应产生超声波；⑵产生超声波的频率等于高频信号的频率；⑶高频信号发生器工作可以是连续的，也可以是间歇式工作。超声波的接收：超声波探头说明：⑴利用压电晶体的压电效应来接收超声波；⑵接收超声波实质是把接收的超声波转化为同频率的电压信号；t二、超声波的特性1）方向性强：和红外线差不多，可以像光线一样直线传播，易会聚和发散。2）声波强度大：3）对液体和固体的穿透性强：超声波对液体和固体穿透能力很强，可以穿透几十米厚的金属层，但对气体穿透力很弱.4）反射强:由于波长很短，超声波在遇到不同介质界面时会产生显著的反射.由于超声波的频率非常高（临床诊断和治疗中使用超声波频率一般在数百万Hz），因此超声波具有以下特性：1000KHz的超声波比1KHz声波的声强大100万倍.超声技术主要用于液体和固体中.1）机械作用：高频超声通过介质时，使介质分子作高频振动，虽然振幅很小，但其加速度可达重力加速度的数十万倍，同时声压也很大，这种巨大作用能破坏物质的结构.2）空化作用：高频超声在液体内部传播时，形成大量瞬间消失的空腔，伴随着空腔的消失，会产生高温、高温和放电现象，称为空话作用.3）热作用：当超声波在介质中传播时，将会有一部分能量被介质吸收而转化为热量，引起介质温度升高，称为热作用.三、超声波的作用超声清洗机.超声碎石机.治疗肿瘤.超声波与X射线不同：⑴不具有累积效应；⑵不产生电离损伤.四、超声诊断仪电源高频信号发生器超声诊断是现代医学三大影像诊断系统之一，与X射线诊断相比，具有无损伤和灵敏度高等优点，且能够对器官进行实时动态观察。超声诊断仪的基本结构：显示器探头电源：给显示器和高频信号发生器等提供电能.高频信号发生器：产生高频交变电压提供给探头.探头:由压电晶体组成，兼有发射和接收超声两种功能。显示器：探头接收的超声波转换为电压经过电子技术处理后，在显示器显示