超音波の特徴

反射、屈折、回折、散乱などの媒体における超音波の伝播法則は、音波(可聴)の法則と根本的に変わりません。しかし、超音波の波長は非常に短く、ほんの数センチメートル、あるいは数千分の1ミリメートルです。(可聴)音波と比較して、超音波は多くのエキゾチックな特性を持っています。

超音波の波長は非常に短く、通常の障害物の大きさは超音波の波長よりも何倍も大きいので、超音波の回折能力は非常に悪いですが、均一な媒体で方向直線で伝播することができます。特性はより顕著である。したがって、超音波が伝播すると、方向性が強く、エネルギーが集中しやすくなっています。

超音波は、さまざまな異なるメディアで伝播することができ、十分に遠くに移動することができます。

3.超音波と音伝達媒体との相互作用は中程度であり、音伝達媒体の状態(診断または音伝達媒体への影響)に関する情報を持ち運びやすい。超音波は、波の一形態であり、検出および負荷情報(診断に使用されるB-超音波など)のためのキャリアまたは媒体として使用することができます。超音波はまた、エネルギーの一形態であり、その強度が特定の値を超えると、超音波が伝達される媒体が相互作用し、影響を及ぼし、後者の状態、特性および構造を破壊する(治療に使用される)。。

超音波は、伝播プロセス中に媒体と相互作用し、位相と振幅の変化は、媒体の状態、組成、構造、機能および特性を変更することができます。このタイプの変化は超音波効果と呼ばれます。超音波と媒体の相互作用は、熱機構、機械的機構およびキャビテーション機構に分けることができる。

(1)熱メカニズム:超音波が媒体に伝播すると、その振動エネルギーは、媒体によって継続的に吸収され、熱に変換され、媒体の温度が上昇します。この培地の温度を上昇させる効果は、超音波の熱機構と呼ばれる。(2)機械的機構:周波数が低い場合、吸収係数が小さく、超音波作用時間が非常に短く、超音波効果は明らかな熱効果を伴わない。このとき、超音波効果は、機械的機構、すなわち、超音波効果が音場を特徴付ける機械的量の寄与に由来するに起因することができる。超音波はまた、機械的エネルギーの伝達の一形態であり、変動過程における起源変位、振動速度、加速度および音圧などのパラメータは、超音波効果を発現させることができる。

(3)キャビテーション機構:超音波音響音響影響の主なメカニズムの1つは、音響キャビテーション(形成、成長および気泡の崩壊を含む)である。この現象には、強い超音波が液体中に気泡を生成し、強い超音波の作用下で気泡の特別な動きを生み出す2つの側面が含まれています。

超音波は、集中エネルギーと強い貫通力の特性を持つ高周波機械的波です。超音波は、密で密な縦波のシリーズで構成され、液体媒体を介して周りに伝播します。音響エネルギーが十分に高いと、液相中の分子間の引力が緩い半周期の間に壊れ、キャビテーション核を形成する。キャビテーション核の寿命は約0.1μsであり、爆発の瞬間に約4000-6000Kと100MPaの局所的な高温高圧環境を発生させ、強い衝撃力を持つ約110m/sの速度でマイクロジェットを発生させ、この現象は超音波キャビテーションと呼ばれる。