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医学超声学课件第2章
第二章 医学超声的物理基础
本章提要：
• 医学超声的物理特性和光学特性
• 声波动方程及其解
• 多普勒效应简要
• 生物组织的超声特性
• 超声生物效应
Chapter 2 Physical Basis of Medical
Ultrasonics
第2.1节 超声波基本概念 》波长、频率和波速：
一．机械振动与机械波 》
》 c= λf 或 λ= c/ f
机械振动：物体沿直线或曲线在 》
某一平衡位置附近作 》超声波：f 20 KHz
往复周期性的运动。 》声 波：20 Hz f 20 KHz
机械波： 机械振动在弹性介质 》次声波：f 20 Hz
中的传播过程。 》
声波（包括超声波和次声波）属 》超声波的特点：
于机械波。 》 1.方向性好；
产生机械波的两个条件： 》 2.能量高；
》 3.传播特性：相似于光波；
1.要有机械振动的波源；
》 4.具有好的穿透能力。
2.要有传播机械振动的弹性 》
介质。 》
声波与电磁波的不同点：
１、声波传递的是机械能，而电磁波传递的是电磁能；
２、声波传播需要一定的介质，如气体、液体和固体，而电磁波传播时不需
要特定的介质；
３、电磁波在不同介质中传播速度保持不变，而声速则是变化的；
４、声波不能在真空中传播，而电磁波则可以在真空中传播；
５、声波随着频率的增加，在传播中具有方向性，声束变得更窄，而电磁波
则是漫射性的。
声波频率的划分：
可听声波 超声波
次声波 民用范围 医学诊断 特超声波
音乐
语音
２０Hz ２ ３ ４ ２０KHz ５ ６ ７ ８ ９
１０ １０ １０ １０ １０ １０ １０ １０
次声波主要应用于气象探测、核爆炸以及预报地震。特超声波主要应用于探
索物质微观结构。医学诊断应用的超声波频率一般在１～３０MHz之间。民用超
声波频率范围在２０KHz～１００KHz，一般在在空气中传播。
二．超声波的类型
（一）根据质点的振动方向分类
1.纵波L：质点的振动方向与波的传播方向相同的波。 （纵波演示）
2.横波S：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。 （横波演示）
3.表面波R：质点沿介质表面传播的波，又称瑞利波。 （表面波演示）
4.板波：在板厚与波长相当的弹性薄板中传播的波。
分为：SH波与兰姆波。
（二）根据波阵面的形状分类
1.平面波：波阵面为互相平行的平面形状的波。
（平面波、
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