Giải Câu hỏi 2 trang 42 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

Phân tích. Sóng siêu âm truyền qua một môi trường chỉ cho ảnh rõ khi phần lớn năng lượng đi xuyên vào bên trong, còn phần phản xạ tại các mặt phân cách bên trong (giữa các mô) mới mang thông tin để dựng ảnh. Lượng sóng phản xạ tại ranh giới giữa hai môi trường phụ thuộc vào sự chênh lệch trở kháng âm $Z = \rho v$ (với $\rho$ là khối lượng riêng, $v$ là tốc độ truyền âm) của hai môi trường: chênh lệch càng lớn thì sóng phản xạ càng mạnh và sóng truyền qua càng yếu.

Áp dụng cho não. Não được bao bọc bởi hộp sọ bằng xương.

- Xương có khối lượng riêng và tốc độ truyền âm lớn hơn nhiều so với các mô mềm xung quanh, nên trở kháng âm của xương chênh lệch rất lớn so với mô mềm. Tại mặt phân cách mô mềm – xương sọ, siêu âm bị phản xạ gần như toàn bộ, chỉ một phần rất nhỏ năng lượng truyền được qua xương để đi vào trong não.

- Phần nhỏ sóng lọt qua lại bị xương hấp thụ và làm suy giảm mạnh (xương hấp thụ siêu âm nhiều hơn mô mềm). Khi phản hồi trở ra, sóng lại phải vượt qua lớp xương sọ một lần nữa nên càng yếu.

Kết luận. Do hộp sọ bằng xương phản xạ và hấp thụ gần hết sóng siêu âm, tín hiệu đi vào và phản hồi từ não quá yếu để tạo được ảnh rõ nét. Vì vậy siêu âm ít được dùng để kiểm tra não; thay vào đó người ta thường dùng chụp cắt lớp (CT) hoặc chụp cộng hưởng từ (MRI).

Đáp số