Определите коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе раздела костной ткани и крови, если плотность костной ткани — 1750 кг/м³, крови — 1050 кг/м³. Скорости распространения УЗ в костной ткани — 3500 м/с, в крови — 1500 м/с.

Коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе двух сред определяется через акустические сопротивления этих сред:

где:

• $Z_1$ — акустическое сопротивление первой среды (костной ткани);

• $Z_2$ — акустическое сопротивление второй среды (крови).

Акустическое сопротивление рассчитывается по формуле:

где:

• $\rho$ — плотность среды;

• $v$ — скорость распространения ультразвука.

Для костной ткани:

Для крови:

Теперь подставим значения в формулу коэффициента отражения:

Следовательно, коэффициент отражения ультразвуковой волны на границе костная ткань — кровь равен:

То есть около 35% энергии ультразвуковой волны отражается от границы раздела, а остальная часть проходит в кровь. Знак минус в промежуточном расчете показывает только изменение фазы отраженной волны, а доля отраженной энергии определяется квадратом отношения и является положительной.