比声阻抗
- 的声阻抗, Z定义为:
超声波在介质中的速度与介质密度的乘积
- 这个量描述了超声波光束通过组织时遇到的阻力
- 声阻抗的计算公式如下:
Z = ρc
- 地点:
- Z =声阻抗(kg m-2年代-1)
- ρ =物质的密度(kg m3)
- C =材料中的声速(m s)-1)
- 这个等式告诉我们:
- 组织密度越高,声阻抗越大
- 超声波穿过材料的速度越快,声阻抗也就越大
- 这是因为声音在密度更大的材料中传播得更快
- 声音在固体中最快,在气体中最慢
- 材料中的粒子越近,振动在材料中的移动速度就越快
- 在不同声阻抗介质之间的边界处,有部分波能为反映了有些是传播
- 越大区别在两种介质之间的声阻抗中,反射越大,透射越小
- 两种具有相同声阻抗的材料不会产生反射
- 两种值相差很大的材料会产生更大的反射
- 空气的声阻抗是Z空气= 400 kg m-2年代-1
- 皮肤的声阻抗是Z皮肤= 1.7 × 106公斤米-2年代-1
- 巨大的差异意味着超声波会被明显反射,因此耦合凝胶是必要的
- 使用的耦合凝胶具有与皮肤相似的Z值,这意味着很少有超声波被反射
超声波在具有不同声阻抗的两种材料边界处的折射和反射(在这种情况下,Z1< Z2)
工作的例子
该表显示了四种不同材料的声速声阻抗。用这个来计算骨密度的值。
步骤1:写下已知的量
骨声阻抗Z =7.0 × 106公斤米-2年代-1
骨超声速度,c =4100米s-1
步骤2:写出声阻抗方程
Z = ρc
步骤3:重新排列密度并计算
考试技巧
一个常见的错误是将声阻抗方程中的c与光速混淆——不要这样做!