Schallreflexion und Ultraschall

Reflexion und Impedanzanpassung

Schall wird beim Übergang von einem Medium in ein anderes zum Teil reflektiert. Dies liegt an der unterschiedlichen Schallimpedanz der verschiedenen Medien. Je größer die Unterschiede, desto stärker die Reflexion.

Schallwahrnehmung im Innenohr wäre nicht möglich, wenn nicht eine sogenannte Impedanzanpassung stattfinden würde. Dies geschieht durch die Gehörknöchelchen Steigbügel, Hammer und Amboss. Durch sie wird die Schallwahrnehmung um einen Faktor 30 gesteigert.

Ultraschall in der Medizin

Bei der Ultraschalldiagnostik in der Medizin wird die Impedanzanpassung üblicherweise durch ein Koppelgel zwischen Ultraschallkopf und Gewebe erreicht.

Ultraschall wird vom Gewebe in charakteristischer Weise absorbiert. Diese Absorption wird durch den Absorptionskoeffizienten beschrieben. Dieser ist gewebe- und frequenzabhängig. Für die Intensität des eindringenden Schalls kann man eine Halbwertstiefe angeben: Sie ist definiert als die Tiefe, nach der der Schall nur noch 50% seiner Intensität hat.

Bei der Doppler-Sonografie nützt man den Doppler-Effekt aus, der dann beobachtet wird, wenn sich Beobachter und Quelle relativ zueinander bewegen. Dabei kommt es beim reflektierten Schall zu einer Frequenzverschiebung, die zur Messung von Strömungen (z.B. Blutfließgeschwindigkeit, laminare oder turbulente Strömung) herangezogen werden kann.