Een transducer zendt op tijdstip t = 0 een puls ultrageluidsgolven uit met een frequentie van 2,50 MHz.
Op de grensvlakken 1 en 2 kan het geluid terugkaatsen en daarna weer door de transducer opgevangen worden.
- We verwaarlozen de dikte van het laagje gel.
- We houden alleen rekening met terugkaatsingen op grensvlak 1 en grensvlak 2.
Opgaven
- Bereken de golflengte van het geluid in weefsel I.
- Bereken op welk tijdstip de eerste echo opgevangen wordt.
- De tweede echo wordt opgevangen op tijdstip t = 0,400 ms. Bereken x, (= de dikte van weefsel II).
- Kunnen er ook derde of vierde echo’s ontstaan? Leg uit waarom.
Voor de verhouding van de intensiteiten van teruggekaatst en invallend geluid geldt:
Hierin is ρ de dichtheid van een weefsel en v de geluidssnelheid in het weefsel.
Weefsel I heeft een dichtheid van 1,03.103 kg/m3 en weefsel II heeft een dichtheid van 1,20.103 kg/m3.
- Bereken bij de terugkaatsing op grensvlak 1 de verhouding tussen de intensiteit van het teruggekaatste en die van het invallende geluid.
Uitwerking a)
Uitwerking b)
Het geluid legt in weefsel I bij elkaar 24 cm af. De snelheid is 1,54.103 m/s. Het geluid wordt door de transducer terugontvangen op...
Uitwerking c)
Voor het 2 keer passeren van weefsel I is 0,156 ms nodig (zie vraag c).
Er is dus 0,400 – 0,156 = 0,244 ms nodig geweest om 2 keer door weefsel II te gaan.
Uitwerking d)
Ja, geluid kan bijvoorbeeld eerst op grensvlak 2 terugkaatsen, dan weer op grensvlak 1 en opnieuw op grensvlak 2 en dan naar de transducer gaan.
In de praktijk zal zo’n derde echo nauwelijks storend zijn, omdat de intensiteit van dat geluid heel erg klein is.
Uitwerking e)
Voor weefsel I is...
Voor weefsel II is...
Invullen in de formule levert:
Het teruggekaatste geluid is ruwweg 20 dB zwakker dan het invallend geluid.
