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A-Level物理:超聲波成像原理!

來源:      瀏覽:      發布日期:2021-10-08 13:36

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在我們的生活中,超聲波的應用是比較廣泛的,但是大家對超聲波了解多少呢?超聲波還是我們物理中的一個考點,比如A-Level物理。下面小編就來和大家分享超聲波成像技術的基本原理一起來看看吧!

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在開始學習前,首先需要了解幾個基本概念:超聲波(ultrasound)和壓電晶體(piezoelectric crystal)

超聲波(ultrasound)是頻率超出人聽覺之外的聲波,常用于成像的超聲波頻率在十萬至百萬赫茲之間。

高頻的聲波靠高頻的電壓所產生,頻率越高,傳入身體內部的超聲波的衍射現象越少。換個角度來說,當波速固定時,波長和頻率成反比,超聲波的波長就相當于這種成像技術的儀器精度,頻率越高,檢測技術也就越精細。

廣義上講,transducer是一切將能量從一種形式轉化成另一種形式的裝置。但在超聲波儀器中,它的功能是將外界輸入的高頻交流電轉化成超聲波,并將接收到的超聲波轉化成電能的設備,簡言之,transducer既是超聲波的發射器(transmitter)也是接收器(receiver)。

裝置的核心部件是石英(也稱作壓電晶體 piezoelectric crystal),它和麥克風的原理一樣。當外界聲波能量輸入時,石英晶體發生變形(distortion),行變量導致晶體兩側產生一個電勢差,電勢差的高低和頻率的特征與接收的聲波強度和頻率同步。一般體檢中使用的超聲波頻率為5000赫茲。

了解了以上2個基本概念之后,我們來看一下超聲波成像的步驟:

首先,高頻交流電導致晶體振動,振動發聲。聲波與高頻電壓同步,當交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時,產生共振。隨后,發射進入身體的超聲波在密度差異比較大的肌肉-脂肪或者肌肉-骨骼的界面發生反射。

最后,transducer根據發射與反射的時間差,根據簡單的“回聲原理”計算出反射面的厚度。由點及面,多個“厚度”數據組合成體內結構的二維圖,也就是我們做B超檢查時,電腦屏幕上所形成的照片。

在歷年真題中,超聲波的考查范圍包括聲波的產生、接收以及超聲波的吸收性和反射比率的計算。

A-Level物理超聲波成像原理就和大家分享到這里了,這個知識點也是考試的考查點之一哦,備考的同學如果對這部分內容還有疑問,下來要了解鞏固哦。如果還有其他疑問,或想了解培訓課程,可以咨詢在線客服。

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