4. Отражение ультразвука на границе раздела сред
Ультразвук отражается на границе раздела двух сред, если в этих средах разные акустические – волновые сопротивления z = ρ v, где
ρ – плотность среды, а v – скорость распространения ультразвука в этой среде. (см. рис.4.2)
Рис. 4.2 Отражение ультразвука на границе раздела двух сред.
На рисунке 4.2:
- интенсивность падающего на границу
раздела двух сред ультразвука,
-проходящего
через границу ультразвука.
Коэффициентом
отражения ультразвука на границе двух
сред R называется отношение интенсивности
отражённой волны 
к интенсивности падающей волны
(4.1)
Коэффициент отражения связан с акустическими сопротивлениями сред:
(4.2)
где 
-
акустическое сопротивление первой
среды, а 
-
второй среды.
Акустическое сопротивление t = ρ V, где ρ – плотность, а V – скорость распространения ультразвука.
5. Поглощение ультразвука
При прохождении через среду ультразвук ослабляется, при этом энергия механической волны превращается во внутреннюю энергию среды. (см. рис. 4.3 а и 4.3 б ).
Рис. 4.3 Поглощение ультразвука при прохождение через среду(объяснения в тексте).
Интенсивность ультразвука I , прошедшего слой толщиной l,
где 
- начальная интенсивность ультразвука,
падающего на слой вещества, а
-
коэффициент поглощения. Коэффициент
поглощения увеличивается с ростом
частоты. Поэтому ультразвук сильнее
поглощается, чем звук, а звук сильнее,
чем инфразвук.
4.2 Действие ультразвука на вещество. Биологическое действие ультразвука
Действие ультразвука на вещество:
механическое тепловое физико-химическое
Механическое действие
Ультразвук больших интенсивностей может оказывать сильное механическое действие на вещество. Рассмотрим механическое действие ультразвука на жидкости. В местах сжатия и разрежения продольной ультразвуковой волны могут при даже не очень больших амплитудах развиваться большие силы. Это является следствием большой частоты ультразвука. Дело в том, что ускорение а при колебаниях частиц среды, вызванных механической волной, прямо пропорциональны квадрату частоты колебания.
Смещение частиц от положения равновесия:
их скорость:
а ускорение:
По второму закону Ньютона F=ma, и следовательно, силы, действующие на частицу среды, через которую проходит волна, тоже прямо пропорциональны квадрату частоты:
При прохождении ультразвуковой волны большой интенсивности через жидкость может возникнуть явление кавитации – разрыв сплошной среды в местах разрежения волны (см. рис.10.3 а,б)
Рис. 4.4. Кавитация (объяснения в тексте).
Мелкие кавитационные пузырьки, наполненные паром жидкости, затем после смены зоны разрежения 1 зоной сжатия 2 схлопываются(рис. 10.3 в). В основном, под действием давления Лапласа ( см.раздел I, 5.4). Так как радиус пузырьков очень мал, давление Лапласа велико. При схлопывании кавитационного пузырька образуется ударная волна УВ, которая разрушает поверхности погружённых в жидкость тел.