Samenvatting Natuurkunun!e (NK)
Rea!er Gelui! Ver!ieping
1.0
Geluid is een drukgolf die als gevolg van een trillend voorwerp de lucht om zich heen laat mee trillen.
De trillingen zullen zich vervolgens voort bewegen door een medium (dit kan lucht zijn, maar ook een
vloeistof als water, of een vaste stof als weefsel).
Een golf kan gekarakteriseerd worden met 4 eigenschappen: de evenwichtsstand, de amplitude, de
frequente en de faseverschuiving.
Wanneer we het hebben over echografe zijn vooral de amplitude en frequente van belang.
Amplitude omschrijf in zekere zin de geluidssterkte van de geluidsgolf.
De frequente beschrijf hoe vaak een volledige golf voor komt in een tjdseenheid.
Een volledige golf wordt ook wel aangeduid met de Trillingstjd (T) in seconden. De trillingstjd geef
aan hoelang het duur voor 1 golf om een cyclus te doorlopen. De lengte van 1 golf wordt ook wel de
golflengte (,, in meters) genoemd.
Figuur 1 een sinusvormige golf van 1 cyclus. De elementen die deze golf beschrijven zijn de evenwichtsstand, de amplitude,
de frequentie en de faseverschuiving
De relate tussen golflengte en golfrequente wordt omschreven met de golfsnelheid ofwel
geluidssnelheid. De golfsnelheid geef aan hoe snel een golf zich voortbeweegt, en wordt als volgt
uitgedrukt:
golfsnel h eid=golflengte × golffrequentie
Ofwel symbolische:
v=λ × f
Hierin is de frequente het omgekeerd evenredige van de trillingstjd (ga dit na):
1
f =1 T en T =
f
, 2.0
Het bereik van het menselijk gehoor gaat van 20 Hz tot 20.000 Hz.
3.0
Ultrasound geluid maakt gebruikt van reflecte van geluid. Wanneer een uitgezonden puls ultrasoon
geluid een oppervlak tegenkomt, zal deze deels reflecteren en deels refracteren. Dit betekent dus dat
slechts een deel van het uitgezonden signaal weer terug komt. Het gereflecteerd geluidssignaal
wordt ook wel echo genoemd. Wanneer je meet hoeveel tjd er zit tussen het uitzenden van de
geluidspuls en het detecteren van zijn echo, kan bepaald worden wat voor een afstand deze
geluidsgolf heef afgelegd.
4.0
Een belangrijk begrip in de echografe is de akoestsche impedante. Dit kan gezien worden als de
mate van weerstand die een materiaal biedt wanneer een geluidsgolf zich door het materiaal wil
verplaatsen. De akoestsche impedante hangt af van de dichtheid van een materiaal, en van zijn
elastciteitsmodulus (de stjfeid van een materiaal, ofwel hoeveel een materiaal meegeef). De
akoestsche impedante is dus verschillend voor elk materiaal.
Het percentage van het signaal dat gereflecteerd wordt, kan berekend worden met de volgende
formule:
Reflectie=100−¿ ¿
Hierin is �1 de akoestsche impedante van het medium waarin de puls zich voortbeweegt, en �2 de
akoestsche impedante van het medium waarnaar de puls zich toe beweegt.
Om dit te verbeteren maken ze bij echografe altjd gebruik van een gel. Deze gel zal bevat een
akoestsche impedante die gelijkwaardig is aan dat van menselijk weefsel. Hierdoor zal het grootste
gedeelte van de geluidsgolf niet direct gereflecteerd worden, maar slecht een klein gedeelte. Het is
natuurlijk zeer belangrijk dat deze gel dan ook geen luchtbelletjes bevat (ga na waarom), en ruim
aangebracht wordt. Ook kan door dit fenomeen geen echografe gemaakt worden van botweefsel.
Omdat de akoestsche impedante overgang van zacht weefsel naar botweefsel zo groot is, zal het
signaal voor het grootste gedeelte gereflecteerd worden, en dus niet doordringen in het bot.
Hierdoor zal met een echografe slechts een beeld verkregen kunnen worden van het oppervlak van
het bot, en niet wat zich in of achter het bot bevindt.
5.0
Rea!er Gelui! Ver!ieping
1.0
Geluid is een drukgolf die als gevolg van een trillend voorwerp de lucht om zich heen laat mee trillen.
De trillingen zullen zich vervolgens voort bewegen door een medium (dit kan lucht zijn, maar ook een
vloeistof als water, of een vaste stof als weefsel).
Een golf kan gekarakteriseerd worden met 4 eigenschappen: de evenwichtsstand, de amplitude, de
frequente en de faseverschuiving.
Wanneer we het hebben over echografe zijn vooral de amplitude en frequente van belang.
Amplitude omschrijf in zekere zin de geluidssterkte van de geluidsgolf.
De frequente beschrijf hoe vaak een volledige golf voor komt in een tjdseenheid.
Een volledige golf wordt ook wel aangeduid met de Trillingstjd (T) in seconden. De trillingstjd geef
aan hoelang het duur voor 1 golf om een cyclus te doorlopen. De lengte van 1 golf wordt ook wel de
golflengte (,, in meters) genoemd.
Figuur 1 een sinusvormige golf van 1 cyclus. De elementen die deze golf beschrijven zijn de evenwichtsstand, de amplitude,
de frequentie en de faseverschuiving
De relate tussen golflengte en golfrequente wordt omschreven met de golfsnelheid ofwel
geluidssnelheid. De golfsnelheid geef aan hoe snel een golf zich voortbeweegt, en wordt als volgt
uitgedrukt:
golfsnel h eid=golflengte × golffrequentie
Ofwel symbolische:
v=λ × f
Hierin is de frequente het omgekeerd evenredige van de trillingstjd (ga dit na):
1
f =1 T en T =
f
, 2.0
Het bereik van het menselijk gehoor gaat van 20 Hz tot 20.000 Hz.
3.0
Ultrasound geluid maakt gebruikt van reflecte van geluid. Wanneer een uitgezonden puls ultrasoon
geluid een oppervlak tegenkomt, zal deze deels reflecteren en deels refracteren. Dit betekent dus dat
slechts een deel van het uitgezonden signaal weer terug komt. Het gereflecteerd geluidssignaal
wordt ook wel echo genoemd. Wanneer je meet hoeveel tjd er zit tussen het uitzenden van de
geluidspuls en het detecteren van zijn echo, kan bepaald worden wat voor een afstand deze
geluidsgolf heef afgelegd.
4.0
Een belangrijk begrip in de echografe is de akoestsche impedante. Dit kan gezien worden als de
mate van weerstand die een materiaal biedt wanneer een geluidsgolf zich door het materiaal wil
verplaatsen. De akoestsche impedante hangt af van de dichtheid van een materiaal, en van zijn
elastciteitsmodulus (de stjfeid van een materiaal, ofwel hoeveel een materiaal meegeef). De
akoestsche impedante is dus verschillend voor elk materiaal.
Het percentage van het signaal dat gereflecteerd wordt, kan berekend worden met de volgende
formule:
Reflectie=100−¿ ¿
Hierin is �1 de akoestsche impedante van het medium waarin de puls zich voortbeweegt, en �2 de
akoestsche impedante van het medium waarnaar de puls zich toe beweegt.
Om dit te verbeteren maken ze bij echografe altjd gebruik van een gel. Deze gel zal bevat een
akoestsche impedante die gelijkwaardig is aan dat van menselijk weefsel. Hierdoor zal het grootste
gedeelte van de geluidsgolf niet direct gereflecteerd worden, maar slecht een klein gedeelte. Het is
natuurlijk zeer belangrijk dat deze gel dan ook geen luchtbelletjes bevat (ga na waarom), en ruim
aangebracht wordt. Ook kan door dit fenomeen geen echografe gemaakt worden van botweefsel.
Omdat de akoestsche impedante overgang van zacht weefsel naar botweefsel zo groot is, zal het
signaal voor het grootste gedeelte gereflecteerd worden, en dus niet doordringen in het bot.
Hierdoor zal met een echografe slechts een beeld verkregen kunnen worden van het oppervlak van
het bot, en niet wat zich in of achter het bot bevindt.
5.0
