ultra e mec quantica

O que são ondas sonoras?

São ondas longitudinais de variação de pressão que necessitam de um meio material para se propagarem.

As ondas sonoras propagam-se no vácuo?

Não. Necessitam de um meio material, sólido ou fluido.

O que transportam as ondas sonoras?

Transportam energia, mas não transportam matéria.

O que é uma onda longitudinal?

É uma onda em que a perturbação ocorre na mesma direção da propagação.

O que são zonas de compressão?

São regiões onde ocorre aumento da pressão.

O que são zonas de rarefação?

São regiões onde ocorre diminuição da pressão.

O que é a frequência de uma onda?

É o número de ciclos realizados por unidade de tempo.

Qual é a unidade SI da frequência?

O hertz (Hz).

O que é o período de uma onda?

É a duração de um ciclo.

Qual é a relação entre frequência e período?

(f=1/T).

O que é o comprimento de onda?

É a distância correspondente a um ciclo da onda.

Qual é a unidade SI do comprimento de onda?

O metro (m).

Qual é a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda?

O que é a frequência angular?

É uma grandeza relacionada com a frequência através de

Qual é a unidade SI da frequência angular?

rad/s.

O que é o número de onda?

É uma grandeza definida por

Qual é a unidade SI do número de onda?

m⁻¹.

O que representa a amplitude da onda de pressão?

Representa a variação máxima de pressão em torno da pressão de referência.

Qual é aproximadamente a velocidade do som no ar a 20 °C?

343,2 m/s.

Qual é aproximadamente a velocidade do som nos tecidos moles?

1540 m/s.

Qual é a velocidade aproximada do som no sangue?

1570 m/s.

Qual é a velocidade aproximada do som no osso?

4080 m/s.

O que é o espectro sonoro?

É a distribuição das ondas sonoras de acordo com a sua frequência.

O que são infrassons?

São ondas sonoras com frequências abaixo da região audível humana.

Que intervalo de frequências é indicado para os infrassons no material?

Aproximadamente 0,01 Hz a 2 Hz.

O que são ultrassons?

São ondas sonoras com frequência superior à gama audível pelo ouvido humano.

Que frequências são normalmente usadas na ultrassonografia médica?

Entre aproximadamente 1 MHz e 15 MHz.

O que significa 1 MHz?

Significa (10^6) Hz.

Porque são usados ultrassons na formação de imagens médicas?

Porque permitem utilizar comprimentos de onda pequenos, adequados para obter maior resolução espacial.

O que acontece quando um objeto tem dimensões inferiores ao comprimento de onda incidente?

Não reflete eficazmente a onda, ocorrendo maior dispersão.

O que é resolução espacial?

É a capacidade de distinguir dois objetos próximos.

Quando é maior a resolução espacial?

Quando menor for a distância entre objetos que o equipamento consegue distinguir.

O que é resolução axial?

É a resolução ao longo da direção do feixe ultrassónico.

• Resolução axial: capacidade de distinguir dois pontos que estão alinhados na direção do feixe (mais profundamente).
  → Quanto menor a distância necessária para os distinguir, melhor a resolução axial.

• Resolução lateral: capacidade de distinguir dois pontos que estão lado a lado, perpendicularmente ao feixe.
  → Também: quanto menor a distância necessária, melhor a resolução lateral.

O que é resolução lateral?

É a resolução perpendicular à direção do feixe.

De que depende a resolução lateral?

Depende da largura do feixe ultrassónico.

De que está relacionada a resolução axial?

Está relacionada com a penetração do feixe e, consequentemente, com a frequência.

O que é a técnica de pulso-eco?

 É uma técnica em que se emite um pulso ultrassónico e se analisa o eco produzido pela reflexão.

Como pode ser determinada a distância até uma interface usando o eco?

A partir da velocidade do som e do intervalo de tempo entre a emissão e receção do eco.

Qual é a expressão para a distância percorrida pelo pulso até ao refletor?

a dividir por 2 porque o som tem ida e volta

Porque aparece o fator 2 nessa expressão?

Porque o pulso percorre a distância até ao refletor e depois regressa à sonda.

O que é o sonar?

É um sistema que utiliza a técnica de pulso

O que significa SONAR?

Sound Navigation and Ranging.

Qual é a velocidade do som usada no exemplo dos tecidos moles?

1540 m/s.

O que é o módulo de compressibilidade?

É uma grandeza que mede a resistência de um fluido à compressão.

Qual é a unidade SI do módulo de compressibilidade?

O pascal (Pa).

De que depende a velocidade do som num fluido?

Da densidade e do módulo de compressibilidade do meio.

Qual é a expressão da velocidade do som num fluido?

o B é o módulo de compressibilidade

O que representa (\rho)?

A densidade do meio.

Qual é a unidade SI da densidade?

kg/m³.

O que acontece às ondas transversais nos tecidos biológicos?

Com exceção de ossos e cartilagens, são rapidamente extintas.

Que tipo de ondas se propagam predominantemente nos tecidos biológicos?

Ondas longitudinais.

Como se calcula, no caso simples, a velocidade de uma onda longitudinal num sólido?

O que representa (Y)?

O módulo de Young do material.

Qual é a velocidade aproximada do som no aço indicada no exemplo?

5063,6 m/s.

O que é a intensidade sonora?

É a potência média da onda por unidade de área.

Qual é a unidade SI da intensidade sonora?

W/m².

Qual é o limiar de audição usado no material?

Qual é o limiar de dor usado no material?

1 W/m².

Quantas ordens de grandeza de intensidade sonora o ouvido humano consegue abranger aproximadamente?

12 ordens de grandeza.

O que é o nível de intensidade sonora?

É uma grandeza expressa em decibéis que permite representar a intensidade sonora numa escala logarítmica.

Qual é a expressão do nível de intensidade sonora?

Qual é a unidade do nível de intensidade sonora?

Decibel (dB).

Qual é o nível correspondente ao limiar de audição?

0 dB.

Qual é o nível correspondente ao limiar de dor?

120 dB.

O que acontece ao nível sonoro quando a intensidade aumenta por um fator 10?

O nível aumenta 10 dB.

O que acontece ao nível sonoro quando a intensidade aumenta por um fator 100?

O nível aumenta 20 dB.

Qual é o nível de intensidade para  i=10-5W/m²?

70dB

Qual é a intensidade correspondente a 50 dB?

10-7 w m2

Qual é aproximadamente o nível de uma conversa normal a 1 m?

60 dB.

Qual é aproximadamente o nível de um concerto de rock?

110 dB.

O ouvido humano é igualmente sensível a todas as frequências?

Não.

A que frequências o ouvido humano apresenta maior sensibilidade?

Aproximadamente entre 3 kHz e 4 kHz.

O ouvido é menos sensível a frequências baixas?

Sim.

Qual é o limiar de audição indicado para 100 Hz?

Cerca de 35 dB.

Qual é aproximadamente o limiar de audição para 1000 Hz?

Cerca de 1 dB.

• Frequência (Hz) → diz-nos que tipo de som estamos a ouvir, mais grave ou agudo.

• dB → diz-nos quão intenso/forte é o som.

O que é atenuação sonora?

É a diminuição da intensidade de uma onda durante a sua propagação.

Como se calcula a variação do nível de intensidade entre duas intensidades?

(\Delta\beta=10\log(I_2/I_1)).

Uma redução para 50% da intensidade corresponde a que variação?

Aproximadamente −3 dB.

Uma redução para 10% da intensidade corresponde a que variação?

−10 dB.

Uma redução para 1% da intensidade corresponde a que variação?

−20 dB.

Uma redução para 0,1% da intensidade corresponde a que variação?

−30 dB.

Como se relacionam intensidade e amplitude da pressão?

A intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude da pressão.

Qual é a relação entre intensidade e pressão usada no material?

(I=(\Delta p)^2/(2\rho v_s)).

O que acontece à intensidade se a amplitude da pressão duplicar?

A intensidade aumenta por um fator 4.

O que acontece à intensidade se a amplitude da pressão diminuir para metade?

A intensidade diminui para um quarto.

O que é impedância acústica?

É uma grandeza que caracteriza a resistência do meio à propagação das ondas sonoras.

Qual é a expressão da impedância acústica?

(Z=\rho v_s).

Qual é a unidade da impedância acústica?

kg m⁻² s⁻¹, também denominada rayl.

A impedância acústica depende da frequência?

Não, segundo o material, depende das características do meio.

Como se relacionam as impedâncias de gases, líquidos e sólidos?

Em geral, (Z_{gás}<Z_{líquido}<Z_{sólido}).

O que origina os ecos nas interfaces entre tecidos?

As diferenças de impedância acústica entre os meios.

O que acontece quando (Z_1=Z_2)?

Não há reflexão na interface.

O que acontece à reflexão quando aumenta a diferença entre (Z_1) e (Z_2)?

O coeficiente de reflexão aumenta.

O que é reflexão especular?

É a reflexão numa interface aproximadamente regular ou especular.

O que é refração?

É a transmissão da onda para outro meio acompanhada de alteração da direção de propagação.

O que é o coeficiente de reflexão?

É a razão entre a intensidade refletida e a intensidade incidente.

Qual é a expressão do coeficiente de reflexão numa incidência perpendicular?

(R=((Z_2

O que é o coeficiente de transmissão?

É a razão entre a intensidade transmitida e a intensidade incidente.

Qual é a relação entre transmissão e reflexão?

(T=1

Porque é necessário utilizar gel entre a sonda e a pele?

Para melhorar o acoplamento de impedâncias e evitar a presença de ar entre a sonda e a pele.