Ультрадыбыстық толқынның қуаты және интенсивтіліг.

Ультрадыбыстық толқынның қуаты ретінде бір секунд уақыттағы дыбысшығарғыш көзінен берілетін энергияны түсінеміз. Қуат ваттпен (Вт) өлшенеді. Ағзаға әсер деңгейі оның қуатымен қоса оның бағытталу көрсеткішіне байланысты анықталады. Нысанға бірдей қуатпен және әртүрлі бағытта әсер етуін қарастырайық.

Бірінші жағдайда ультрадыбыстық тербелістің барлық энергиясы нысанға әсер етеді (5а сурет). Екіншісінде тек бұрышқа сәйкес шоғырдың энергиясы ғана әсер етеді. Екінші жағдайда нысанға интенсивтілік түсінігі қолданылады.

Ультрадыбыстың интенсивтілігі бірлік ауданғв сәйкес қуат ретінде анықталады. Интенсивтілік ватт бөлінге сантиметр квадратпен өлшенеді (Вт/ ).

Диагностикада қолданатын ультрадыбыстың максималды интенсивтілігі 0,02-0,03 Вт/см аспайды. Ультрадыбыстың терапиялық интенсивтілігі 2-3 Вт/см жетеді.

Ультрадыбыстың ортамен жұтылуы.

Жоғарыда аталып өткендей, ультрадыбыс орта бөлшектерінің тербелісіболып табылады. Өзінің тыныштық күйінің аумағында тербеле отыра, бөлшектер өзінің энергиясын көршілес бөлшекке береді. Энергияны берілу процесі (толқын таралуы) энергияның бір бөлігі толқындардың арасындағы үйкеліс әсерінен басқа энергияға түрленеді. Ондай энергияның түрленуін жұтылу деп аталады.

Энергияның жұтылу нәтижесінде ультрадыбысты энаргияның көлемі төмендейі, яғный ультрадыбыстық тербелістер жойылады. Жойылу жылдамдығы ортаның құрамы және тербеліс жиілігіне байланысты. Ультрадыбыстың бәсеңдеуі көбінесе созылмалы (мысалы резина) және сүйек тектес ортада тез жүреді. Ультрадыбыстық толқындар, суда тарай отыра, өте аз көлемде бәсеңдейді. Жұмсақ тіндерде бәсеңдеу де аз көлемде жүреді. Бәсеңдеу бойынша ұлпаларға жақын келетін оргшыны болып табылады, сол себепті оны адам ұлпаларының баламасы ретінде пайдаланады.

Ультрадыбыстың бәесңдеуі жиіліктің көтерілуіне байланысты жоғарылайды, себебі энергияның жоғалтылуы төмендейді. Жұтылу коэффиценті арқылы берілген ортада 1 см таралу ұзындығы кезінде амплитуданың төмендеу деңгейін анықтайды.

Азаюына байланысты ультрадыбыстың амплитудасы логарифмдік заңға байланысты өзгеретін болғандықтан, жұтылу коэффиценті децибелдың сантимерге қатынасымен (дБ/см) өлшенеді.

Жұтылу коэффицентінің мәні (дБ/см) 0,88 МГц жиілікте келесідей: су-0,00015; оргникалық шыны – 1,3; бұлшықет – 0,9; май – 0,4; қан – 0,09; ми – 0,8; сүйек – 6,2.

Ультрадыбыстың шағылуы және сынуы.

Жоғарыда аталып өткендей, пъезоэлектрлік пластинамен шығарылатып, толқын ұзындығынан асатын ультрадыбыстық тербелістер жарық шоғыры тәріздес шоғырланады.

Ортадан өте отыра ультрадыбыстық шоғыр, жарық шоғыры тәріздес жолындағы кедергілеріне соқтығыса отыра шағылады. Әртүрлі акустикалық кедергілері бар ортаның қиылысы ультрадыбыс үшін шағылдыру кедергісі болып табылады.

Егер шағылдырушы бетті жазық ретінде қабылдасақ онда толқынның айналық шағылуы жүзеге асады. Айналық шағылу кезінде сәуленің ені сақталып, ал оның бағыты өзгереді (6а сурет). Егер шағылдырушы бет кедір-бұдырлы болып келсе толқынның шашырауы байқалады (6б сурет).

Әр түрлі кедергілер түрлі энергияны шағылдырады. Ортаның акустикалық кедергілерінің айырмашылығы үлкейген сайын, ультрадыбысты энергияның шағылуы көбейеді.

Интенсивтілік және төмендеуші ультрадыбыс толқынының қатынасын шағылу коэффиценті деп атайды. Ол келесідей формуламен анықталады:

Шағылған және төмендеуші толқынның амплитудасының қатынасы келесі формуламен анықталады:

Биологяилық ұлпа мен ауаның арасында энергияның толықтай шағылуы жүреді. Сол себепті ультрадыбыстың белгілі бір отртаға енуі үшін алдын ала ендіру аймағын вазелинді маймен жағу қажет. Орталардың бөлу шекараларында шағылу байқалуы мүмкін. Шағылу егер шекара аумағында ультрадыбыстың таралу жылдамдығы әр түрлі болғанда жүзеге асады.

Сыну деңгейі (7 сурет) мына қатынаспен анықталады:

Мұнда, - түсу бұрышы, – сыну бұрышы; – орталардың таралу жылдамдығы.

Екі ортаның түсу бұрышының критикалық көрсеткіші деген түсінік бар. Мұндай бұрыш ретінде тең бұрыш. Егер түсу бұрышы критикалыққа қарағанда көп болса ультрадыбысты энергия шекарадан өтпейді (толықтай ішк шағылу).