Дисперсия - скорость - звук
Cтраница 4
Если бы константы скоростей реакций ka и kb были бы равны, то время релаксации ть должно было бы лишь в 1 7 раза превышать та. Измерения скорости звука на частоте 3 35 ГГц оптическим методом [29] дают при 30 С значение сг 1135 6 м / с. Следовательно, на частоте 3 35 ГГц вторая область дисперсии скорости звука еще не наблюдается. Релаксационная частота первой области акустической дисперсии при 30 С равна 0 59 ГГц. Таким образом можно ожидать, что вторая простая область акустической дисперсии имеет релаксационную частоту примерно на порядок большую, чем релаксационная частота первой области. [46]
Таким образом, релаксирующие среды, вообще говоря, не являются средами, где коэффициент поглощения квадратично зависит от частоты. Высокочастотные гармоники, появляющиеся в процессе нелинейного искажения формы профиля волны, могут попадать в область cot - 1, где релаксационная часть поглощения не зависит от частоты. Уже одно это может привести к некоторому отличию процессов искажения и поглощения волн конечной амплитуды. Другим существенным обстоятельством является то, что в релаксирующих средах имеет место дисперсия скорости звука. [47]
Как отмечали О Дон-нелл и др. [167, 168], в теории, рассматривающей механизмы акустических потерь, существует еще много неясных моментов. Особенно это касается дисперсии скорости звука. Отсутствует четкое разграничение между различными механизмами потерь. Более того, существует феноменологическая теория, в рамках которой дисперсия скорости звука возникает в среде только при наличии частотно-зависимого затухания, которое может быть обусловлено действием любого из ранее рассмотренных механизмов потерь. [48]
Ранее считалось, что метод измерения времени распространения акустического сигнала представляет собой простой, но достаточно точный метод определения скорости звука. Однако этому методу присущ один существенный недостаток. Он заключается в том, что для определения времени прихода импульса необходимо привязаться к некоторой реперной точке на его профиле или же воспользоваться каким-либо другим критерием. Выбор единственной реперной точки не всегда приемлем, поскольку форма излучаемого импульса может меняться по мере распространения через исследуемую среду. Следует отметить, что в биологических тканях дисперсия скорости звука сама по себе весьма незначительна и не приводит к заметному искажению формы импульса. В свою очередь это означает, что импульсную методику измерения сигнала трудно использовать для исследования дисперсии скорости в подобных средах. В противоположность этому затухание ультразвука в тканях сильно зависит от частоты. [49]
ПФ, движущихся в фазе с волной и эффективно поглощающих ее энергию. До работ автора этот эффект практически не был изучен. Поэтому необходимо было построить теорию поглощения звука в условиях эффекта отклонения. В работах [29, 30] такая теория была построена для нормальных металлов. Оригинальной была и экспериментальная методика, примененная в работе [30], когда исследуемый образец включался в цепь положительной обратной связи высокочастотного генератора и дисперсия скорости звука определялась по уходу частоты. С помощью этой методики в работе [31] были исследованы температурные зависимости времен релаксации электронов в различных опорных точках ПФ висмута и сурьмы и вычислены компоненты тензора деформационного потенциала. [51]
Как отмечали О Дон-нелл и др. [167, 168], в теории, рассматривающей механизмы акустических потерь, существует еще много неясных моментов. Особенно это касается дисперсии скорости звука. Отсутствует четкое разграничение между различными механизмами потерь. Более того, существует феноменологическая теория, в рамках которой дисперсия скорости звука возникает в среде только при наличии частотно-зависимого затухания, которое может быть обусловлено действием любого из ранее рассмотренных механизмов потерь. При отсутствии поглощения рассеяние может приводить к дисперсии скорости звука. [52]
Во всех упомянутых широкополосных системах исследование образцов биологических тканей проводится на основе метода введения образца. Для обеспечения хорошего акустического контакта в качестве контактной среды используется вода или физиологический раствор. Обычно применяется либо схема с двумя преобразователями, либо схема с одним приемоизлучающим преобразователем и плоским отражателем. Принятые ультразвуковые импульсы преобразуются в спектр акустических частот и зависимость а. За единственным исключением, во всех системах предусмотрена возможность того, чтобы излучаемые акустические импульсы содержали по возможности наименьшее число периодов высокочастотных колебаний. Спектральный анализ принятых сигналов выполняется либо с помощью аналогового высокочастотного спектроанализато-ра, либо на основе предварительного цифрового преобразования импульса с последующим машинным расчетом его спектра, который осуществляется с помощью алгоритма дискретного фурье-преобразования. Второй способ позволяет сохранить фазовую информацию с целью определения дисперсии скорости звука, однако в зависимости от типа применяемого компьютера его возможности могут быть ограничены по быстродействию, динамическому диапазону и интервалу рабочих частот. Исключение в этом плане представляет спектрометрическая система с временной задержкой, которую Хейсер и Круазетт [99] первоначально разработали для получения изображений в трансмиссионном режиме. [53]
Страницы: 1 2 3 4