반사, Reflection, 정반사, Specular Reflection

반사 (Reflection)

음향 인터페이스에 부딪치는 소리를 입사 에너지라고 합니다. 일반적으로 입사 에너지의 일부는 반사되고 나머지는 전송됩니다. 우리가 보았듯이 반사되는 입사 에너지의 백분율은 인터페이스의 음향 임피던스 불일치에 따라 다릅니다. 불일치가 많을수록 반사되는 에너지의 비율이 높아집니다. 에너지는 생성되거나 소멸되지 않기 때문에 반사파와 투과파의 에너지 합은 입사파의 에너지와 같습니다. 입사 에너지의 75%가 인터페이스에서 반사되면 25%가 전송됩니다. 입사 에너지의  1%만 반사되면 99%가 투과됩니다. 반사 및 전송 비율은 100%와 같아야 합니다. 반사 강도에 영향을 미치는 또 다른 요소는 반사체의 크기입니다. 반사는 정반사 또는 산란 반사로 분류할 수 있습니다. 이 구별은 음파의 파장에 상대적인 반사체의 크기를 기반으로 합니다. 정반사체는 큰 반면 산란반사체는 훨씬 작습니다.

정반사 (Specular Reflection)

정반사는 입사음의 파장에 비해 큰 경계면에서 발생합니다. 이러한 유형의 반사는 거울에서 빛이 반사되는 것과 유사하며 동일한 기본 원칙에 의해 관리됩니다. 인접한 다이어그램은 반사경의 크기와 입사 음파의 파장 사이의 관계를 보여줍 정반사체는 입사 파장에 비해 상대적으로 큽니다. 정반사에 대해 이해해야 할 두 가지 중요한 개념이 있습니다. 첫 번째는 각도의 중요성입니다. 두 번째는 인터페이스에서 반사되는 입사 에너지의 백분율입니다. 먼저 각도를 살펴보겠습니다. 정반사는 극도로 각도 의존적입니다(거울을 들여다보면 알 수 있듯이). 중요한 세 가지 각도가 있습니다. ①입사 각도 ②반사 각도 ③전송 각도. 수직 입사는 빔이 인터페이스에 수직인 경우를 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 모든 각도는 수직 입사에서 측정됩니다. 수직 입사에서 입사각은 0°입니다. 예를 들어, 각도가 경계면에서 측정된 경우 각도는 90°이지만 그렇지 않습니다. 모든 각도는 수직에서 측정되므로 수직 입사에서의 입사각은 0°입니다. 수직 입사각에서 반사 및 투과 각도도 0°임을 알 수 있습니다. 이것은 항상 일직선이며 소노그래퍼에게 중요한 실용적인 포인트입니다. 소노그래퍼가 반사체에 수직으로 빔을 배치할 수 있는 경우 입사각, 반사 및 투과 각도는 모두 0°이 되고 해당 반사 인터페이스에서 반사되는 모든 반사는 변환기로 곧바로 반사됩니다. 기관 캡슐, 혈관 벽 또는 다른 큰 인터페이스와 같은 반사경을 통조림으로 만들 때, 항상 "직각적이 되도록" 노력하고 "정상적"이 되도록 노력하세요. 수직 입사각 이외의 입사각은 경사 입사각으로 알려져 있습니다. 입사각이 0°이 아니면 입사빔이 비스듬히 입사합니다. 모든 입사각에서 반사각은 항상 입사각과 같습니다. 따라서 수직 입사에서 반사각은 0°입니다. 경사 입사에서 반사각은 입사각과 같습니다. 전송 각도에 대해서도 마찬가지입니다. 수직 입사에서 투과각은 0이지만 경사 입사에서 투과각은 입사각과 같지 않을 수 있습니다. 인터페이스에서 두 미디어의 사운드 속도에 따라 다릅니다. 두 매체의 음속이 같으면 투과각은 입사각과 같습니다. 그러나 경계면을 가로지르는 음속의 변화가 있는 경우 전송 각도는 입사각과 같지 않습니다. 이것을 굴절이라고 합니다. 굴절은 반사 경계면을 가로지르는 빔의 굽힘입니다. 당신이 상상할 수 있듯이, 굴절은 초음파의 기본 원리인 소리가 직선으로 이동한다는 것을 깨뜨리기 때문에 문제를 일으킬 수 있습니다.

경계면에서 반사되는 입사 에너지의 비율

정반사에 대한 두 번째 중요한 개념인 경계면에서 반사되는 입사 에너지의 비율을 살펴보겠습니다. 일반적인 오해는 에코가 밀도 차이의 결과라는 것입니다. 이것은 사실이 아닙니다. 음향 임피던스에 차이가 있는 경우 인터페이스에서 에코가 생성됩니다. X선은 밀도 차이를 기반으로 합니다. 초음파 이미지는 음향 임피던스 차이를 기반으로 합니다. 따라서 반사 인터페이스에서 반사되는 입사 강도의 백분율은 "음향 임피던스 불일치"에 따라 달라집니다. 불일치가 크면 입사 에너지의 큰 비율이 반사되고 작은 비율만 전송됩니다. 약간의 불일치만 있는 경우 작은 비율만 반영되고 큰 비율이 전송됩니다. 반사 및 전송 백분율의 합은 항상 100%여야 함을 상기하십시오.