آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
فراصوت چطور از زمان پژواک، عمق رو پیدا می‌کنه؟
موج فراصوت تا یک سطح می‌ره و بخشی از اون برمی‌گرده. عمق و نوع محیط رو عوض کن و ببین زمان رفت‌وبرگشت در این مدل چطور تغییر می‌کنه.
آزمایش رو شروع کنبرای شروع عمق رو ۵ سانتی‌متر و محیط رو «بافت نرم» بذار. بعد عمق رو دو برابر کن یا نوع محیط رو عوض کن و زمان پژواک رو بخون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
عمق دو برابر، زمان چه‌قدر؟
محیط رو روی «بافت نرم» نگه دار. عمق رو یک بار ۵ و بار دیگر ۱۰ سانتی‌متر بذار و زمان پژواک رو مقایسه کن.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن عمق، زمان رفت‌وبرگشت هم دو برابر می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
زمان از حدود ۶۴٫۹ به ۱۲۹٫۹ میکروثانیه می‌رسه؛ دو برابر. موج مسیر رفت و برگشت رو طی می‌کنه، پس با ثابت بودن سرعت، زمان با عمق نسبت مستقیم داره.
سرعت محیط رو عوض کن
عمق رو ۵ سانتی‌متر نگه دار. یک بار «بافت نرم» و بار دیگر «استخوان» رو انتخاب کن و زمان پژواک رو ببین.
حدست چیه؟ برای همین عمق، موج در محیط سریع‌تر زودتر برمی‌گرده یا دیرتر؟
توضیح نتیجه رو ببین
با سرعت مدل ۱۵۴۰ متر بر ثانیه برای بافت نرم، زمان حدود ۶۴٫۹ میکروثانیه‌ست؛ با سرعت ۴۰۸۰ برای استخوان، حدود ۲۴٫۵ میکروثانیه. عمق ثابت مونده و فقط سرعتِ فرض‌شده فرق کرده.
چرا در فرمول عمق ضربدر دو می‌شه؟
محیط رو «مایع» بذار. زمان رو برای عمق ۱ سانتی‌متر بخون و بعد عمق رو به ۲ سانتی‌متر برسون؛ طول کل مسیر صوت رو هم حساب کن.
حدست چیه؟ در عمق ۲ سانتی‌متر، موج روی‌هم‌رفته چند سانتی‌متر راه می‌ره؟
توضیح نتیجه رو ببین
در عمق ۱ سانتی‌متر، مسیر رفت‌وبرگشت ۲ سانتی‌متره و زمان حدود ۱۳٫۵ میکروثانیه می‌شه. در عمق ۲، مسیر ۴ سانتی‌متره و زمان حدود ۲۷٫۰ میکروثانیه؛ عمق روی دیواره فقط مسیر یک‌طرفه‌ست.
پشت این حرکت چه خبره؟
زمان پژواک از کجا می‌آد؟
t_echo=2*d/v
اگر سطح بازتاب در عمق d باشه، موج اول تا اون سطح می‌ره و بعد به مبدل برمی‌گرده؛ برای همین مسیر کل ۲d می‌شه. با سرعت صوت v، زمان پژواک از مسیر کل تقسیم بر سرعته.
هر محیط سرعت صوت خودش رو داره
این ویجت برای بافت نرم ۱۵۴۰، مایع ۱۴۸۰ و استخوان ۴۰۸۰ متر بر ثانیه رو به کار می‌بره. این‌ها مقدارهای نمونهٔ مدل‌ان؛ سرعت واقعی به جنس، دما و نوع بافت بستگی داره.
از زمان پژواک تا عمق
d=v*t_echo/2
اگر زمان رفت‌وبرگشت و سرعت محیط رو بدونیم، می‌شه عمق یک‌طرفه رو از نصفِ حاصل‌ضرب سرعت در زمان پیدا کرد. این ویجت زمان رو از عمقِ انتخاب‌شده حساب می‌کنه؛ فاصلهٔ نمایش‌داده‌شده هم همان مقدار ورودی است.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا موج برای عمق ۵ سانتی‌متر، مسیر ۵ سانتی‌متری نمی‌ره؟
چون دستگاه باید پژواک رو دریافت کنه: موج ۵ سانتی‌متر تا سطح می‌ره و حدود ۵ سانتی‌متر هم برمی‌گرده. پس زمان با مسیر ۱۰ سانتی‌متری حساب می‌شه. در فرمول عمق، این مسیر رفت‌وبرگشت رو بر ۲ تقسیم می‌کنیم.
سؤال‌های رایج
چرا زمان پژواک از زمان رفتن موج بیشتره؟
چون موج باید به سطح برسه و دوباره تا مبدل برگرده. برای همین مسیر کل در مدل دو برابر عمقه.
سرعت بافت نرم همیشه دقیقاً ۱۵۴۰ متر بر ثانیه‌ست؟
نه؛ این یک مقدار نمونه و رایج برای مدل‌سازیه. بافت‌ها و شرایط مختلف سرعت‌های متفاوتی دارن، پس از این عدد برای سنجش پزشکی استفاده نکن.
این شبیه‌سازی می‌تونه تصویربرداری یا تشخیص انجام بده؟
نه. فقط زمان یک پژواک ساده رو با چند سرعت ثابت حساب می‌کنه؛ تصویر پزشکی یا تشخیص نمی‌سازه.
چرا برچسب سرعت در عمق زیاد دیده نمی‌شه؟
در بخش بالایی دامنه، بعضی برچسب‌های شکل ممکنه از قاب بیرون بیفتن. مقدار عمق، سرعت و زمان رو از خروجی‌های عددی بخون.