ana arabic translation for fundmentals of ultrasonic rays

1. ‫أساسيات‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬
‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫في‬‫األوساط‬
‫من‬‫المعروف‬‫أن‬‫النطاق‬‫الترددي‬‫للصوت‬‫ال‬‫مسموع‬‫للبشر‬‫ما‬‫يقرب‬‫من‬02‫إلى‬222،02‫هرتز‬
(‫دورة‬‫في‬‫الثانية‬.)‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫ببساطة‬‫هي‬‫الموجات‬‫فوق‬‫نطاق‬‫التردد‬‫الس‬‫مع‬‫البشر‬
.‫عندما‬‫يحدث‬‫اضطراب‬‫في‬‫جزء‬‫من‬‫وسط‬‫مرن‬‫ي‬‫نتشر‬‫خالله‬ ‫االضطراب‬‫في‬‫وقت‬‫محدو‬‫د‬
‫ك‬‫أنها‬‫موجة‬‫صوت‬‫ميكانيكية‬‫طريق‬ ‫عن‬‫اهتزازات‬،‫الجزيئات‬‫أو‬‫الذرات‬,‫أو‬‫أي‬‫جزىء‬
‫موجود‬.‫وتسمى‬‫هذه‬‫الموجات‬‫الميكانيكية‬‫بالموجات‬‫المر‬‫نة‬.‫موجا‬ ‫أو‬ ‫األلتراساوند‬ ‫موجات‬‫ت‬
‫لوصف‬ ‫يطلق‬ ‫مصطلح‬ ‫منهما‬ ‫كل‬ ‫و‬ ‫األلتراسونك‬‫ال‬‫موجات‬‫ال‬‫مرنة‬‫ب‬‫تردد‬‫أكبر‬‫من‬222،02
‫هرتز‬‫الغالب‬ ‫وفى‬‫توجد‬‫في‬‫المواد‬‫الصلبة‬‫الغازات‬ ‫وفى‬ ‫والسائلة‬ ,.‫وكمثال‬‫بسيط‬‫ب‬‫الموجات‬
‫فوق‬‫الصوتية‬‫فى‬ ‫الموجودة‬‫صلب‬‫مبين‬‫في‬‫الشكل‬.1،‫حيث‬‫تسبب‬‫تشويه‬‫على‬ ‫معتمد‬‫ما‬‫إذا‬
‫كان‬‫ت‬‫ال‬‫قوة‬‫عمودية‬‫أو‬‫موازية‬‫واحدة‬ ‫ف‬ ‫للسطح‬‫نهايات‬‫ال‬‫جسم‬‫الصلب‬‫يمكن‬‫أن‬‫يؤدي‬‫إلى‬‫إ‬‫نتاج‬
‫اهتزازات‬‫ضغط‬‫ية‬‫أو‬‫قصية‬ ‫اهتزازات‬‫على‬،‫التوالي‬‫بحيث‬‫نوعين‬‫من‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الص‬‫وتية‬
‫ال‬ ‫الموجات‬ (‫طولية‬‫الصلب‬ ‫الجسم‬ ‫خالل‬ ‫تنتشر‬ ) ‫العرضية‬ ‫أو‬‫الموجودة‬ ‫الطاقة‬ ‫ان‬ ‫كما‬ ,‫فى‬
. ‫معها‬ ‫تحمل‬ ‫الموجة‬
‫فى‬‫الوسط‬،‫المستمر‬‫سلوك‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫يرتبط‬‫ارتباطا‬‫وثيقا‬‫بالتوازن‬‫الموجود‬‫بين‬
‫قوى‬‫الجمود‬‫و‬‫تتحرك‬ . ‫المرنة‬ ‫التشكيل‬ ‫إعادة‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫بسرعة‬(‫سرعة‬‫الموجة‬)
‫التي‬‫يتم‬‫من‬ ‫معرفتها‬‫خصائص‬‫المواد‬‫وشكل‬،‫المتوسط‬‫التردد‬ ‫وأحيانا‬.‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬
‫تضفي‬‫الحركة‬‫على‬‫عندما‬ ‫المواد‬‫ويشار‬ ,‫تنتشر‬‫إلى‬‫هذا‬‫بحركة‬‫الجسيمات‬‫بينها‬ ‫التميير‬ ‫يتم‬ ‫حتى‬
. ‫الموجة‬ ‫حركة‬ ‫بين‬ ‫و‬
‫عادة‬‫ما‬‫يتم‬‫حركة‬ ‫تحديد‬‫الجسيمات‬‫تسمى‬ ‫للجسيم‬ ‫بسرعة‬V‫ويالحظ‬‫في‬‫قياسات‬‫بالموجات‬
‫فوق‬‫الصوتية‬‫أن‬‫سرعة‬‫الجسيمات‬‫أصغر‬‫بكثير‬‫من‬‫سرعة‬‫الموجة‬.‫لذلك‬‫يمكن‬‫للمرء‬‫أن‬‫يفهم‬
‫أنه‬‫ال‬‫موجات‬ ‫يوجد‬‫فوق‬‫صوتية‬‫تنتشر‬‫في‬‫الفراغ‬‫بسبب‬‫عدم‬‫وجود‬‫الجزيئات‬‫الفراغ‬ ‫فى‬
C))
‫الشكل‬(1‫رسم‬ )‫تخطيطي‬‫للموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫في‬‫عينة‬‫بالجملة‬( :a)‫حالة‬‫بدون‬ ‫توازن‬‫أي‬،‫اضطراب‬(b)
‫موجات‬‫المتعلقة‬‫القصية‬ ‫باألهتزازات‬(‫عرضية‬)،(c)‫متعلقة‬ ‫موجات‬‫باالهتزازات‬‫الطولية‬.

2. ‫التوازن‬‫بين‬‫الجمود‬‫والمرونة‬‫تطور‬‫الى‬‫وجود‬‫عالقة‬‫بين‬ ‫خطية‬σ‫اإلجهاد‬، ‫الجسيم‬ ‫وسرعة‬σ
= ZV.‫التناسب‬ ‫عامل‬ ‫ويسمى‬Z‫الصوتية‬ ‫فوق‬ ‫للموجات‬ ‫المحددة‬ ‫الصوتية‬ ‫بالمقاومة‬[6][13]
(1) z = σ/v = ρc
‫أن‬ ‫حيث‬ρ‫و‬ ‫الكثافة‬ ‫هى‬c‫الموجة‬ ‫سرعة‬ ‫هى‬
‫لألهتزاز‬ ‫المادة‬ ‫قدرة‬ ‫تميز‬ ‫الصوتية‬ ‫المقاومة‬‫تحت‬‫القوة‬‫عليها‬ ‫المطبقة‬‫يمكن‬ ‫و‬‫كمقاومة‬ ‫اعتبارها‬
‫للمواد‬‫مرور‬ ‫من‬‫الموجات‬‫فوق‬‫هناك‬ . ‫الصوتية‬‫تشابه‬‫بين‬‫المقاومة‬‫في‬‫الدوائر‬‫الكهربائية‬
‫والمقاومة‬‫الصوتية‬.‫فالمقاومة‬‫الصوتية‬‫هي‬‫مفيدة‬‫انتقال‬ ‫مع‬ ‫للتعامل‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫بين‬
،‫مختلفين‬ ‫وسطين‬‫لتميز‬ ‫فعالة‬ ‫الكهربية‬ ‫المقاومة‬ ‫يعتبر‬ ‫الطريقة‬ ‫بنفس‬ ‫تماما‬‫المقاومة‬‫في‬‫دائرة‬
‫متغير.,على‬ ‫تياركهربى‬‫سبيل‬،‫المثال‬‫نقل‬‫على‬‫الموجات‬‫فوق‬‫من‬ ‫الصوتية‬‫وسط‬‫إلى‬‫آخر‬‫يصل‬
‫للحد‬‫األقصى‬‫عندما‬‫المقومات‬ ‫تتساوى‬‫مفهوم‬ ‫يلعب‬ . ‫للوسطين‬ ‫الصوتية‬‫دورا‬ ‫الصوتية‬ ‫المقاومة‬
‫هاما‬‫في‬‫تحديد‬‫األنتقال‬‫في‬ ‫واالنعكاس‬ ‫الصوتي‬‫حدود‬‫وسطين‬‫يمتلكون‬‫خصائص‬‫مادية‬‫مختلفة‬
،‫وبالتالي‬‫فإن‬‫مقاومة‬‫الصوتية‬‫من‬‫المعالم‬‫المهمة‬‫في‬‫أجهزة‬ ‫تصميم‬‫االستشعار‬‫ونظم‬‫االستشعار‬
‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬
( ‫الشكل‬ ‫فى‬1)‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫المنتشرة‬‫عبر‬‫المواد‬‫مبين‬‫إزاحة‬ ‫هيئة‬ ‫على‬ ‫ببساطة‬ ‫ة‬
‫لل‬‫طبقات‬‫من‬‫موضع‬‫توازن‬‫ها‬‫و‬‫سعتها‬‫بشكل‬ ‫اإلزاحة‬ ‫تتغير‬ , ‫ثابت‬ ‫موقع‬ ‫فى‬ .sinusoidally‫مع‬
‫الوقت‬t‫حيث‬‫الوقت‬‫الالزم‬‫ل‬‫لألنتشار‬ ‫لموجة‬‫بين‬‫الحدود‬‫القصوى‬‫المتتالية‬‫هي‬‫الفترة‬t‫في‬‫أي‬
‫وقت‬‫يقل‬‫سعة‬‫اإلزاحة‬‫بصفة‬‫دورية‬‫مع‬‫زيادة‬‫المسافة‬‫اال‬‫نتشار‬‫وبسبب‬‫التخفيف‬‫من‬‫قبل‬‫المواد‬.
‫المسافة‬‫بين‬‫الحدود‬‫القصوى‬‫المتتالية‬‫في‬‫تباين‬‫السعة‬‫يساوي‬‫طول‬‫الموجة‬λ.
‫مالمح‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬
‫من‬‫المهم‬‫أن‬‫نفهم‬‫سلوك‬‫وخصائص‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫الوسط‬ ‫فى‬،‫ف‬‫لتصميم‬‫أجهزة‬
‫االستشعار‬‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫وتطوير‬‫أنظمة‬‫االستشعار‬‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬.‫يتم‬
‫إدخال‬‫بعض‬‫المالمح‬‫األساسية‬‫للموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫هنا‬.
‫أنواع‬‫الموجات‬(‫طرق‬‫األنتشار‬)
‫ما‬‫هي‬‫أنواع‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫التى‬‫يمكن‬‫أن‬‫توجد؟‬‫الجواب‬‫على‬‫هذا‬‫السؤال‬‫يمكن‬‫في‬
‫األساس‬‫أن‬‫ي‬‫عطى‬‫من‬‫حلول‬‫معادلة‬‫الموجة‬‫التي‬‫ت‬‫ت‬‫وقع‬‫سلوكيات‬‫الموجة‬‫من‬‫خالل‬‫إظهار‬‫أن‬
‫خصائص‬‫المواد‬‫وشكل‬‫الجسم‬‫تملي‬‫استجابة‬‫ت‬‫ذبذب‬‫ية‬‫للقوى‬‫المطبق‬‫ة‬‫التي‬‫تدفع‬‫حركة‬‫الموج‬.‫ة‬
‫تفاصيل‬‫عن‬‫أنواع‬‫ال‬‫موجة‬‫ي‬‫تم‬‫الحصول‬‫عليها‬‫من‬‫خالل‬‫حل‬‫معادلة‬‫ال‬‫موجة‬‫و‬‫خالل‬ ‫من‬
‫خصائصها‬‫وتظهر‬‫في‬[1]-[7.]،‫وباختصار‬‫هناك‬‫نوعان‬‫من‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬
‫ال‬‫موجات‬‫السائبة‬(‫الموجات‬‫األساسية‬)‫التي‬‫تنتشر‬‫داخل‬،‫الجسم‬‫و‬‫الموجات‬‫الموجهة‬‫التي‬‫تنتشر‬
‫بالقرب‬‫من‬‫ال‬‫سطح‬‫أو‬‫على‬‫طول‬‫واجهة‬‫الجسم‬[4]-[7]‫ال‬‫موجات‬‫التي‬‫تنتشر‬‫بالكامل‬‫داخل‬
‫الجسم‬،‫مستقلة‬‫عن‬‫حدودها‬‫و‬‫شكل‬‫ها‬،‫وتسمى‬‫موجات‬) ‫(كبيرة‬ ‫سائبة‬.‫نوعين‬‫من‬‫موجات‬‫السائبة‬
‫يمكن‬‫أن‬‫توجد‬‫في‬: ‫االيزتروبى‬ ‫الوسط‬‫الطولي‬(‫تنافسية‬ ‫أو‬،‫ال‬‫ضغط‬‫ية‬،‫اال‬‫بتدائي‬‫ة‬)،‫والقص‬‫ية‬

3. (‫أو‬‫غير‬‫ال‬،‫تنافسية‬‫ال‬،‫عرضية‬‫الثانوية‬)‫ال‬‫موجات‬‫كما‬‫هو‬‫مبين‬‫بالرسم‬‫ال‬‫تخطيطي‬‫في‬‫الشكل‬.1.
‫كما‬‫هو‬‫مذكور‬‫في‬‫القسم‬0.1،‫انتشار‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫عادة‬‫ما‬‫يتم‬‫وصفها‬‫من‬‫حيث‬
‫اتجاه‬‫الحركة‬‫الجسيمات‬‫بالنسبة‬‫إلى‬‫االتجاه‬‫الذي‬.‫الموجة‬ ‫في‬ ‫تنتشر‬‫ويمكن‬‫تعريف‬‫الموجات‬
‫الطولية‬‫على‬‫هذا‬‫األساس‬‫ك‬‫موجات‬‫تكون‬‫فيه‬‫ا‬‫حركة‬‫الجسيمات‬‫موازية‬‫التجاه‬‫انتشار‬‫الموجة‬.
‫و‬‫يتم‬‫تعريف‬‫موجات‬‫القص‬‫ك‬‫موجات‬‫تكون‬‫فيه‬‫ا‬‫حركة‬‫الجسيمات‬‫عمودي‬‫ة‬‫على‬‫اتجاه‬.‫النتشار‬
‫ويمكن‬‫لكل‬‫من‬‫ال‬‫موجات‬‫التواجد‬‫في‬‫المواد‬‫الصلبة‬‫وذلك‬‫ألن‬‫المواد‬،‫الصلبة‬‫مثل‬‫السوائل‬
‫والغازات‬‫ولها‬‫صالبة‬‫تعتبر‬ ‫التى‬‫مقاومة‬‫ال‬ ‫للموجات‬‫قص‬‫ية‬‫وكذلك‬‫لأل‬‫حمال‬‫الضغط‬.‫ية‬‫بالرغم‬
‫ف‬ ‫ذلك‬ ‫من‬‫ال‬‫يمكن‬‫للموجات‬‫القص‬‫ية‬‫التواجد‬‫في‬‫السوائل‬‫والغازات‬‫بسبب‬‫عدم‬‫وجود‬‫مقاومة‬
‫للقص‬‫في‬‫هذه‬‫الوسائط‬.
‫عندما‬‫األعتبار‬ ‫فى‬ ‫يأخذ‬‫تأثيرات‬‫ال‬‫حدود‬‫أو‬‫شكل‬‫الجسم‬،‫ويتم‬‫إنتاج‬‫أنواع‬‫أخرى‬‫من‬‫ال‬‫موجات‬
‫تسمى‬‫ال‬‫موجات‬‫الموجهة‬.‫يوجد‬‫ثالثة‬‫أنواع‬‫من‬‫ال‬‫موجات‬‫ال‬‫موجهة‬‫معتمدة‬‫على‬‫هندسة‬‫الجسم‬:
‫السطح‬ ‫موجات‬‫الصوتية‬,‫و‬‫ال‬‫موجات‬‫السطحية‬،‫وموجات‬‫ال‬‫قضيب‬
‫السطح‬ ‫موجات‬‫الصوتية‬(SAWs‫س‬ ‫مع‬ ‫خالى‬ ‫سطح‬ ‫طول‬ ‫على‬ ‫تنتشر‬ ‫التى‬ ‫الموجات‬ ‫هى‬ )‫ع‬‫ة‬
‫مضطربة‬‫التي‬‫ت‬‫ضمحل‬‫أضعافا‬‫مضاعفة‬‫مع‬‫ال‬‫ت‬‫عمق‬‫في‬‫الجسم‬‫هناك‬‫أنواع‬‫كثيرة‬‫من‬‫موجات‬
‫الصوتية‬ ‫السطح‬‫مثل‬‫موجات‬،‫رايلي‬‫لوف‬ ‫و‬ ‫ستونيلى‬ , ‫شولت‬‫وخصائص‬‫انتشار‬‫موجات‬
‫الصوتية‬ ‫السطح‬‫تعتمد‬‫على‬‫الخصائص‬،‫المادية‬‫بنية‬،‫السطح‬‫والطبيعة‬‫في‬‫واجهة‬‫عند‬ . ‫الجسم‬
‫حدود‬ ‫طول‬ ‫على‬ ‫الصوتية‬ ‫السطح‬ ‫موجات‬ ‫انتشار‬‫نهائية‬ ‫ال‬ ‫شبه‬ ‫هوائية‬ ‫و‬ ‫صلبة‬‫تسمى‬ ‫بين‬
‫بموجة‬ ‫الموجة‬‫الجسم‬ ‫حركة‬ ‫فيها‬ ‫تكون‬ ‫حيث‬ ‫رايلى‬‫بيضاوى‬ ‫شكل‬ ‫على‬‫وعمق‬‫االختراق‬‫الفعلي‬
‫من‬‫طول‬‫موجي‬‫واحد‬.‫من‬‫بين‬‫العديد‬‫من‬‫أنواع‬‫السطح‬ ‫موجات‬‫الصوتية‬،‫موجة‬‫رايلى‬‫هي‬‫أكثر‬
‫موجة‬‫مشهورة‬‫ومعروفة‬,‫حتى‬‫أن‬‫العديد‬‫من‬‫الباحثين‬‫وكثيرا‬‫ما‬‫يطلق‬‫على‬‫أي‬‫موجة‬‫م‬‫سطحية‬
‫موجة‬ ‫صوتية‬‫رايلي‬.‫عندما‬‫تنتشر‬‫موجة‬‫فوق‬‫صوتية‬‫الوسط‬ ‫فى‬ ‫الموجة‬ ‫حد‬ُ‫ت‬ ‫محدود‬ ‫وسط‬ ‫فى‬
‫وربما‬‫يتردد‬‫صداها‬.‫وتسمى‬‫هذه‬‫الموجات‬‫في‬‫ال‬‫جسم‬‫محدود‬‫الحجم‬‫موجات‬‫لوح‬‫ي‬‫ة‬‫إذا‬‫كان‬
‫الجسم‬‫يحتوي‬‫على‬‫هيكل‬‫متعدد‬،‫الطبقات‬‫وتسمى‬‫موجات‬‫الحمل‬‫إذا‬‫كان‬‫لديه‬‫طبقة‬‫واحدة‬.
،‫أيضا‬‫عندما‬‫يتم‬‫تطبيق‬‫قوة‬‫إلى‬‫نهاية‬‫قضيب‬‫نحيف‬,‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫تنتشر‬‫محوريا‬
‫ب‬‫طول‬‫ها‬.‫وقد‬‫تم‬‫على‬‫نطاق‬‫واسع‬‫دراسة‬‫انتشار‬ ‫طريقة‬‫ال‬‫موجة‬‫في‬‫الهياكل‬‫للقضيب‬ ‫المشابهة‬
‫مثل‬‫قضيب‬‫رفيع‬‫واسطوانات‬‫جوفاء‬.‫ويمكن‬‫الحصول‬‫على‬‫مزيد‬‫من‬‫المعلومات‬‫عن‬‫ال‬‫موجات‬
‫الموجهة‬‫وخصائصها‬‫في‬‫المرجعان‬[4]-[7]،[02.]‫بشكل‬،‫عام‬‫خصائص‬‫انتشار‬‫ال‬‫موجة‬
‫الموجهة‬‫تعتمد‬‫بقوة‬‫على‬‫ليس‬‫فقط‬‫خصائص‬‫المواد‬‫ولكن‬‫أيضا‬‫سمك‬‫ال‬،‫لوحة‬‫قطر‬‫ال‬،‫قضيب‬
‫والتردد‬.‫الموجهة‬ ‫الموجة‬ ‫سرعة‬ ‫على‬ ‫المتردد‬ ‫االعتماد‬‫يسمى‬‫تشتت‬‫التردد‬.
‫في‬‫حين‬‫تشتت‬‫ال‬‫تردد‬‫كثيرا‬‫ما‬‫يجعل‬‫سلوك‬‫انتشار‬‫الموجات‬‫معق‬‫دا،كما‬‫يوفر‬‫تقيمات‬‫مواد‬‫فريدة‬
‫من‬‫نوعه‬‫ا‬‫باستخدام‬‫الموجات‬‫الموجهة‬.‫هذا‬‫ويالحظ‬‫أن‬‫أنواع‬‫مماثلة‬‫من‬‫الموجات‬‫السائبة‬‫و‬
‫ال‬ ‫الموجات‬‫موجهة‬‫يمكن‬‫أن‬‫توجد‬‫مواد‬‫متباين‬‫ة‬‫الخواص‬,‫وبشكل‬‫عام‬‫تصبح‬‫تصرفاتهم‬‫أكثر‬
‫تعقيدا‬‫من‬‫تلك‬‫ا‬‫لمواد‬‫الخواص‬ ‫سوية‬.[5]-[7.]

4. ‫السرعة‬
‫سرعة‬ ‫تعد‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫ربما‬‫المعيار‬‫األكثر‬‫أهمية‬‫واستخداما‬‫في‬‫تطبيقات‬‫االستشعار‬
‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬.‫كل‬‫وسط‬‫له‬‫قيمة‬‫الخاصة‬‫من‬‫السرعات‬‫الذي‬‫ت‬‫عتمد‬‫عادة‬‫على‬‫ليس‬
‫فقط‬‫الموزع‬ ‫الوسط‬‫ولكن‬‫أيضا‬‫ال‬‫شكل‬‫ال‬‫هندسي‬‫وهيكلها‬.‫ويمكن‬‫الحصول‬‫على‬‫القيم‬‫النظرية‬‫من‬
‫معادلة‬‫ال‬‫موجة‬‫وتحدد‬‫عادة‬‫عن‬‫طريق‬‫خصائص‬‫ال‬ ‫الوسط‬‫مرنة‬‫وكثافته‬.‫على‬‫سبيل‬،‫المثال‬
‫معادلة‬‫ال‬‫موجة‬‫ل‬‫تعطى‬ ‫الخواص‬ ‫سوى‬ ‫صلب‬‫الصيغ‬‫البسيطة‬‫التالية‬‫و‬ ‫الطولية‬ ‫الموجات‬ ‫لسرعات‬
‫القصية‬.
‫حيث‬vl , vs‫القصية‬ ‫و‬ ‫الطولية‬ ‫الموجات‬ ‫سرعات‬‫و‬ ‫التوالى‬ ‫على‬E‫هو‬‫معامل‬،‫يونج‬ν‫هو‬
‫نسبة‬،‫بواسون‬G‫هو‬‫معامل‬‫القص‬‫و‬ρ‫هي‬‫الكثافة‬.‫بالنسبة‬‫لمعظم‬‫المواد‬‫الصلبة‬‫سرعة‬‫الموجة‬
‫طولية‬‫أسرع‬‫من‬‫سرعة‬‫موجة‬‫القص‬‫ألن‬‫معامل‬‫القص‬‫أقل‬‫من‬‫معامل‬‫يونغ‬.‫ويالحظ‬‫أن‬‫نسبة‬
‫بواسون‬‫ليست‬‫مؤثر‬ ‫مهيمن‬ ‫عامل‬‫على‬‫السرعات‬.‫وكقاعدة‬‫عامة‬،‫سرعة‬‫موجة‬‫القص‬‫هو‬‫ما‬
‫يقرب‬‫من‬‫نصف‬‫ال‬ ‫سرعة‬‫موجة‬‫طولية‬.‫على‬‫الرغم‬‫من‬‫أن‬‫السرعات‬‫يمكن‬‫تحديد‬‫ها‬‫نظريا‬‫إذا‬
‫كانت‬‫خصائص‬‫المواد‬‫مثل‬‫مرونة‬‫معامالت‬‫الرجوعية‬‫و‬‫ال‬‫كثافة‬‫معروفة‬‫على‬‫وجه‬،‫التحديد‬‫هذه‬
‫الخصائص‬‫المادية‬‫ليست‬‫متوفرة‬‫دائما‬‫ل‬‫لتحديد‬‫ألنها‬‫تغيير‬‫تبعا‬‫والمعالجة‬ ‫الميكانيكية‬ ‫للعمليات‬
‫ب‬‫الحرارة‬.،‫ولذلك‬‫من‬‫المهم‬‫ومن‬‫الضروري‬‫إجراء‬‫قياس‬‫المعايرة‬‫للسرعات‬‫عند‬‫يريد‬ ‫ما‬
‫ال‬‫واحد‬‫أن‬‫يعرف‬‫القيم‬‫الصحيحة‬‫للسرعات‬.
‫التوهين‬
‫عندما‬‫تنتشر‬‫موجة‬‫فوق‬‫صوتية‬‫من‬‫خالل‬‫وس‬،‫ط‬‫توهين‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫يسببه‬‫فقدان‬
‫الطاقة‬‫في‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫وغيرها‬‫ويمكن‬‫النظر‬‫إلى‬‫توهين‬‫الموجات‬‫كنقص‬‫في‬‫اتساع‬
‫الموجة‬.‫هناك‬‫بعض‬‫العوامل‬‫التي‬‫تؤثر‬‫على‬‫السعة‬‫و‬‫الشكل‬‫الموجي‬‫للموجات‬‫فوق‬،‫الصوتية‬
‫مثل‬‫انتشار‬‫شعاع‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬،‫وامتصاص‬،‫الطاقة‬،‫التشتت‬،‫استقامة‬‫نقل‬‫في‬
،‫واجهات‬‫ونثر‬‫من‬‫قبل‬‫االدراج‬،‫والعيوب‬‫وتأثير‬‫دوبلر‬‫وغيرهم‬.‫لتوصيف‬‫توهين‬‫الموجات‬
‫فوق‬‫الصوتية‬‫كميا‬‫ي‬‫عرف‬‫معامل‬‫التوهين‬α‫على‬‫النحو‬‫التالي‬
‫حيث‬A‫هو‬‫ذروة‬‫سعة‬‫الموجة‬‫في‬‫المسافة‬‫السينية‬‫الموزعة‬،A0‫هوذروة‬‫السعة‬‫األولية‬.‫و‬
‫معامل‬‫التوهين‬α‫يحد‬‫د‬‫تجريبيا‬‫من‬‫اختالف‬‫ذروة‬‫السعة‬‫مع‬‫ا‬‫ن‬‫ت‬‫ش‬‫ا‬،‫رالمسافة‬‫وأنه‬‫يمكن‬‫أن‬
‫تعطى‬‫شكل‬ ‫على‬‫ديسيبل‬‫لكل‬‫متر‬(‫ديسيبل‬/‫م‬)‫أو‬‫في‬‫نيبير‬ ‫شكل‬‫متر‬ ‫لكل‬(NP/‫م‬.)‫بشكل‬

5. ‫عام‬،‫معامل‬‫التوهين‬‫يعتمد‬‫إلى‬‫حد‬‫كبير‬‫على‬‫التردد‬.‫وبما‬‫أن‬‫هذا‬‫االعتماد‬‫ال‬‫تردد‬‫ى‬‫يعكس‬
‫ال‬ ‫البنية‬‫مجهرية‬،‫للمواد‬‫ويمكن‬‫استخدامه‬‫لوصف‬‫خصائص‬‫المواد‬‫المجهرية‬‫المتعلقة‬‫ب‬‫التفاعالت‬
‫الكيميائية‬‫والعمليات‬‫الميكانيكية‬.‫مزيد‬‫من‬‫المعلومات‬‫على‬‫ال‬‫توهين‬‫يمكن‬‫الحصول‬‫عليها‬‫في‬
‫ال‬‫مراجع‬[ .7[ ]9[ ]12[ ]10[ ]11.]
‫الموجى‬ ‫الطول‬
‫الطول‬‫الموجي‬λ‫هو‬‫المسافة‬‫خاللها‬ ‫من‬ ‫كمل‬‫ت‬ ‫التى‬‫دورة‬‫مكانية‬‫واحدة‬‫للموجة‬‫ويمكن‬‫إعطاء‬
‫التعبير‬،‫التالي‬
(5)λ=v/f
‫حيث‬v‫هي‬‫سرعة‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫و‬f‫هو‬‫التردد‬.‫الطول‬‫الموجي‬‫معيارمفيد‬ ‫هو‬‫في‬
‫مجال‬‫االستشعار‬‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫والتقييمات‬.‫في‬‫الكشف‬‫بالموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫لجسم‬
،‫صغير‬‫يجب‬‫أن‬‫يكون‬‫أصغر‬‫حجم‬‫يمكن‬‫أن‬‫يتم‬‫الكشف‬‫عن‬‫ه‬‫بوضوح‬‫أكبر‬‫من‬‫نصف‬‫الطول‬
‫الموجي‬‫في‬‫األولى‬ ‫التردد‬.‫إذا‬‫كان‬‫ال‬‫حجم‬‫الحرج‬‫لجسم‬‫حتى‬‫ي‬‫كشف‬،‫معروف‬‫تلك‬ ‫مثل‬
‫المعلومات‬‫السابقة‬‫هي‬‫مفيدة‬‫الختيار‬‫تردد‬‫مناسبة‬‫للقياسات‬.
‫األننتقال‬ ‫و‬ ‫األنعكاس‬
‫عند‬‫أرتطام‬ ‫يتم‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫عموديا‬‫على‬‫ال‬‫واجهة‬‫بين‬‫وسطين‬‫كما‬‫هو‬‫مبين‬‫في‬
‫شكل‬0‫وينعكس‬‫جزء‬‫من‬‫ال‬‫موجة‬‫إلى‬‫الوسط‬1‫والباقي‬‫ينتقل‬‫إلى‬‫الوسط‬0.‫ال‬‫نسبة‬‫س‬ ‫بين‬‫ع‬‫ة‬
‫ال‬‫موجة‬‫المنعكسة‬AR‫الساقطة‬ ‫الموجة‬ ‫الموجة‬ ‫بسعة‬ ‫مقارنة‬AI‫يسمى‬‫معامل‬‫االنعكاس‬R‫وال‬‫نسبة‬
‫س‬ ‫بين‬‫ع‬‫ة‬‫ال‬‫موجة‬‫المنتقلة‬AT‫الساقطة‬ ‫الموجة‬ ‫الموجة‬ ‫بسعة‬ ‫مقارنة‬AI‫األنتقال‬ ‫معامل‬ ‫يسمى‬
‫بالنظر‬‫إلى‬‫الضغوط‬‫واستمرارية‬‫السرعات‬‫على‬‫جانبي‬‫ال‬،‫واجهة‬‫وانعكاس‬‫ونقل‬،‫معامل‬R‫و‬T
‫يمكن‬‫أن‬‫يكون‬‫على‬‫النحو‬‫التالي‬
‫حيث‬‫الحروف‬‫السفلية‬1‫و‬0‫تشير‬‫إلى‬‫الوسط‬1‫و‬0‫على‬،‫التوالي‬‫و‬z‫هى‬‫ال‬‫مقاومة‬‫الصوتية‬
‫التي‬‫تعرف‬‫بأنها‬‫المعادلة‬( .1.)‫يمكن‬‫النظر‬ ‫من‬‫إلى‬‫هذه‬‫المعادالت‬‫أن‬‫نقل‬‫أن‬‫الحد‬‫األقصى‬
‫لألنتقال‬‫من‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫يحدث‬‫عندما‬‫الوسطين‬ ‫مقاومات‬ ‫يكون‬،‫متطابقة‬‫و‬‫ينعكس‬
‫معظم‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫عندما‬‫يكون‬‫الوسطين‬ ‫مقاومات‬‫مختلفة‬‫جدا‬.‫األ‬‫نعكاس‬‫و‬‫األنتقال‬
‫في‬‫واجهة‬‫تلعب‬‫دورا‬‫هاما‬‫في‬‫تصميم‬‫أستشعار‬ ‫نظم‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫وفهم‬‫النتائج‬
‫التجريبية‬‫مع‬‫أنظمة‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬

6. ‫وسطين‬ ‫بين‬ ‫الواجهة‬ ‫فى‬ ‫األنتقال‬ ‫و‬ ‫العمودى‬ ‫األنعكاس‬
‫االنكسار‬‫ووضع‬‫التحويل‬
‫عندما‬‫اعتداء‬‫الموجات‬‫فوق‬‫الصوتية‬‫بشكل‬‫غير‬‫مباشر‬‫على‬‫واجهة‬‫وسطين‬‫كما‬‫هو‬‫مبين‬‫في‬
‫شكل‬1،‫العديد‬‫من‬‫األشياء‬‫يحدث‬‫تبعا‬‫السقوط‬ ‫لزاوية‬‫بال‬ ‫الخاصة‬‫موجة‬‫فضال‬‫عن‬‫ال‬‫خصائص‬
‫الم‬‫ادية‬‫للوسطين‬.‫واحد‬‫ة‬‫من‬‫األمور‬‫الهامة‬‫هو‬‫االنكسار‬‫زاوية‬ ‫المنتقلة‬ ‫للموجة‬ ‫فيه‬ ‫يحدث‬ ‫حيث‬
‫السقوط‬ ‫زاوية‬ ‫غير‬ ‫أخرى‬.‫ويتسبب‬‫االنكسار‬‫في‬‫األساس‬‫من‬‫قبل‬‫السرعة‬ ‫فرق‬‫على‬‫جانبي‬
‫الواجهة‬.‫زاوية‬‫االنكسار‬‫يمكن‬‫أن‬‫تحسب‬‫من‬‫قانون‬‫االنكسار‬)‫سنيل‬ ‫(قانون‬[19]‫إذا‬‫كانت‬
‫سرعة‬‫الوسطين‬‫و‬‫زاوية‬‫السقوط‬. ‫معروفة‬‫ظاهرة‬‫مهمة‬‫أخرى‬‫هي‬‫تحويل‬‫الوضع‬‫الذي‬‫هو‬
‫جيل‬‫من‬‫نوع‬‫ال‬ ‫من‬ ‫محدد‬‫موجة‬‫ل‬‫نوع‬‫آخر‬‫في‬‫االنكسار‬‫كما‬‫هو‬‫مبين‬‫في‬‫الشكل‬.1.‫على‬‫سبيل‬
،‫المثال‬‫سقوط‬‫موجة‬‫طولية‬‫على‬‫واجهة‬‫بين‬‫السائل‬‫والصلب‬‫تنكسر‬‫جزئيا‬‫كموجة‬‫طولية‬‫و‬
‫جزئيا‬‫وضعيا‬ ‫محولة‬ ‫قصية‬ ‫كموجة‬‫في‬‫ال‬‫صلب‬.‫يمكن‬‫األنعكاس‬ ‫فى‬ ‫يحدث‬ ‫ان‬ ‫الوضع‬ ‫لتحويل‬
‫إذا‬‫كان‬‫ال‬ ‫السائل‬‫مبين‬‫في‬‫الشكل‬1‫صلب‬.‫لوحظ‬‫أن‬‫أي‬‫نوع‬‫من‬‫أنواع‬‫الموجات‬‫يمكن‬‫تحويلها‬
‫إلى‬‫نوع‬،‫آخر‬‫على‬‫سبيل‬‫المثال‬‫من‬‫موجة‬‫قص‬‫ية‬‫إلى‬‫موجة‬،‫طولية‬‫ومن‬‫موجة‬‫طولية‬‫على‬
‫سطحية‬ ‫موجة‬‫زوايا‬‫انعكاس‬‫و‬/‫أو‬‫االنكسار‬‫عن‬‫طريق‬‫وضع‬‫ال‬‫تحويل‬‫يتم‬‫حسابها‬‫من‬‫قانون‬
‫االنكسار‬) ‫سنيل‬ ‫(قانون‬.‫ويبين‬‫الشكل‬4‫نتيجة‬‫محاكاة‬‫لالنكسار‬‫و‬‫ال‬ ‫وضع‬‫تحويل‬،‫وتحسب‬‫على‬
‫طريقة‬‫الفرق‬‫ال‬‫محدود‬.‫يمكننا‬‫أن‬‫نرى‬‫أن‬‫ساقطة‬ ‫سطحية‬ ‫موجة‬(‫موجة‬‫طولية‬)‫ل‬12º‫فى‬
‫ا‬‫لماء‬‫عند‬ ‫تنكسر‬‫زاوية‬‫االنكسار‬‫ل‬41º‫في‬‫الصلب‬‫و‬‫يتم‬‫تحويلها‬‫إلى‬‫موجة‬‫قص‬‫ية‬‫في‬‫نفس‬
‫الوقت‬‫زاوية‬ ‫عند‬‫االنكسار‬00º.

7. ‫شكل‬1.‫تخطيطى‬ ‫رسم‬‫و،االنكسار‬ ‫لألنعكاس‬‫وتحويل‬‫الوضع‬‫في‬‫منحرفة‬ ‫واحجة‬
‫شكل‬4.‫نتيجة‬‫محاكاة‬‫لالنكسار‬‫تحويل‬‫ال‬‫وضع‬