超声波为何会衰减

一、介质吸收：能量的隐形小偷

超声波在传播时会与介质分子发生摩擦，就像跑步时空气阻力会消耗体力。不同介质对声波的吸收能力差异显著：

• 水中衰减约0.002dB/cm（1MHz时）

• 肌肉组织衰减约0.3-1.2dB/cm

• 骨骼衰减高达5-20dB/cm

温度也会影响吸收效率，每升高1℃，生物组织吸收率增加约2%。

二、散射效应：声波的迷宫游戏

遇到不均匀介质时，超声波会像弹珠撞上障碍物般四处散射：

1. 颗粒散射：血液中的红细胞可使3MHz超声波衰减0.8dB/cm

2. 界面反射：组织间声阻抗差异越大，反射损失越明显

3. 频率依赖：10MHz超声波在脂肪中的散射是1MHz的100倍

三、扩散损耗：传播的必然代价

即使在没有吸收的理想环境中，超声波也会因传播距离而自然衰减：

• 球面波每倍增距离衰减6dB

• 柱面波（如管道检测）每倍增距离衰减3dB

• 聚焦声束可减少扩散，但会牺牲检测范围

实际应用中常通过调节频率平衡穿透力与分辨率，工业探伤常用2-5MHz，医学超声则多用3-12MHz。

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