Поглощение и отражение ультразвука

Сопротивление упругой среды может быть активным и реактивным. Активное сопротивление обусловлено внутренним трением в упругой среде. Оно вызывает поглощение механической энергии и выделение ее в виде теплоты.

Реактивное сопротивление обусловлено тем, что каждый бесконечно малый элемент реальной среды обладает массой и упругостью. Общее (комплексное) сопротивление упругой среды обозначается Z. Наиболее сильно поглощает ультразвук газы, а в меньшей степени жидкости, еще меньше твердые тела. Сильным поглощением характеризуются вещества с малой упругостью, не однородные, пористые (пластмассы, резина, пенопласты, волокнистые материалы). Они применяются для звукоизоляции или ослабления ультразвука. Уменьшение амплитуды колебаний:

α – коэффициент поглощения, который характеризует уменьшение амплитуды смещения при прохождении волной единицы длины.

При достижении ультразвуковой волной границы раздела двух сред часть ее энергии будет отражаться, а часть попадет во вторую среду. Коэффициентом отражением R называется отношение энергии отраженной к энергии падающей волны, которая выражается через отношение волновых сопротивлений сред:

При переходе ультразвуковой волны из жидкого или твердого тела в газ и обратно, коэффициент R=1, так как волновые сопротивления газа значительно меньше. Ультразвуковая волна, распространяющаяся в жидких или твердых телах почти не переходит в окружающий воздух.