Звукова хвиля поширюється в речовині, що знаходиться в газоподібному, рідкому або твердому стані, у тому ж напрямку, в якому відбувається зміщення частинок цієї речовини, тобто вона викликає деформацію середовища. Деформація полягає в тому, що відбувається послідовне розрядження і стиснення певних обсягів середовища, причому відстань між двома сусідніми областями відповідає довжині ультразвукової хвилі. Чим більше питомий акустичний опір середовища, тим більше ступінь стиснення і розрядки середовища при даній амплітуді коливань.
Частинки середовища, беруть участь у передачі енергії хвилі, коливаються біля положення своєї рівноваги. Швидкість з якою частинки коливаються біля середнього положення рівноваги називається коливальної швидкістю. Коливальна швидкість часток змінюється відповідно до рівняння:
V=U sin (2? Ft + G),
де V - величина коливальної швидкості;
U - амплітуда коливальної швидкості;
f - частота ультразвуку;
t - час;
G - різниця фаз між коливальної швидкістю частинок і змінним акустичним тиском.
Амплітуда коливальної швидкості характеризує максимальну швидкість, з якою частинки середовища рухаються в процесі коливань, і визначається частотою коливань і амплітудою зміщення частинок середовища.
U=2? FA,
де А - амплітуда зміщення частинок середовища.
Швидкість поширення ультразвукових хвиль
Ультразвукові хвилі в тканинах організму поширюються з деякою кінцевою швидкістю, яка визначається пружними властивостями середовища і її щільністю. Швидкість звуку в рідинах і твердих середовищах значно вище, ніж у повітрі, де вона приблизно дорівнює 330 м / с. Для води вона дорівнюватиме 1482 м / с при 20о С. Швидкість поширення ультразвуку в твердих середовищах, наприклад, в кістковій тканині, становить приблизно 4000 м / с.
Дифракція, інтерференція
При поширенні ультразвукових хвиль можливі явища дифракції, інтерференції і віддзеркалення.
Дифракція (огибание хвилями перешкод) має місце тоді, коли довжина ультразвукової хвилі порівнянна (або більше) з розмірами знаходиться на шляху перешкоди. Якщо перешкода в порівнянні з довжиною акустичної хвилі велике, то явища дифракції немає.
При одночасному русі в тканини кількох ультразвукових хвиль у певній точці середовища може відбуватися суперпозиція цих хвиль. Таке накладення хвиль один на одного носить загальну назву інтерференції. Якщо в процесі проходження через біологічний об'єкт ультразвукові хвилі перетинаються, то в певній точці біологічного середовища спостерігається посилення або ослаблення коливань. Результат інтерференції залежатиме від просторового співвідношення фаз ультразвукових коливань в даній точці середовища. Якщо ультразвукові хвилі досягають певної ділянки середовища в однакових фазах (синфазно), то зміщення частинок мають однакові знаки і інтерференція в таких умовах сприяє збільшенню амплітуди ультразвукових коливань. Якщо ж ультразвукові хвилі приходять до конкретної ділянки в протифазі, то зсув частинок буде супроводжуватися різними знаками, що призводить до зменшення амплітуди ультразвукових коливань.
Інтерференція відіг...
