Ультразвукова енергія є сума кінетичної енергії вагається частинок і потенційної енергії пружної деформації середовища. Як і будь-яка інша енергія, ультразвукова енергія вимірюється в Дж (СІ) і ергах (СГС); 1 Дж = 10 7 ерг.
Акустична потужність являє собою енергію, що переноситься в одиницю часу через поверхню, перпендикулярну напрямку поширення звукової хвилі. Акустична потужність виражається у ватах (СІ) або ергах в секунду (СГС); 1 Вт = 10 7 ерг / с.
Інтенсивність (сила) ультразвуку - потік акустичної енергії, віднесений до одиниці поверхні, перпендикулярної напрямку поширення ультразвуку, або, іншими словами, акустична потужність, яка припадає на одиницю поверхні. I = W / St, де W - енергія потоку ультразвуку, що проходить через площу S за час t. Інтенсивність ультразвуку пов'язана з амплітудою коливання, величиною змінного акустичного тиску і коливальної швидкістю частинок середовища.
Залежність інтенсивності ультразвуку від амплітуди виражається формулою:
I = 1/2 r c w 2 A 2. де r - щільність середовища;
с - швидкість поширення ультразвукових хвиль;
w - кругова частота;
А - амплітуда коливань.
Співвідношення інтенсивності ультразвуку з величиною змінного акустичного тиску (Р) для плоскої ультразвукової хвилі встановлюється наступним чином:
I = P / 2 r с.
Інтенсивність ультразвуку пов'язана з коливальної швидкістю частинок середовища співвідношенням:
I = r cv 2/2, v - коливальна швидкість частинок середовища.
Інтенсивність ультразвуку вимірюється в Вт / м 2 (СІ) і ерг / (сoсм 2) (СГС). 1 Вт / м 2 = 10 3 ерг / (сoсм 2). У фізіотерапії для інтенсивності ультразвуку застосовується розміреність Вт / см 2.
У медицині прийнято виділяти три діапазони інтенсивностей:- 0,05 - 0,6 Вт / см 2 - низький рівень інтенсивності;
- 0,6 - 1,2 Вт / см 2 - середній рівень інтенсивності;
- понад 1,2 Вт / см 2 - сверхтерапевтіческій, високий рівень інтенсивності.
Для визначення потужності (N) акустичного випромінювача будь-якого ультразвукового апарату досить інтенсивність ультразвуку (Вт / см 2) помножити на площу поверхні випромінюючої головки (см2):
N = IoS.
Поглинена в одиниці об'єму енергія називається фізичної дозою (Д):
Д = ItS / V, де I - інтенсивність ультразвукових коливань, падаючих на озвучувану поверхню тіла;
t - час озвучування;
S - площа опромінюваної поверхні тіла;
V - об'єм тканин тіла, підданих впливу.
Ця формула дає лише середнє значення дози, в той час як дійсне її значення в конкретній точці озвучується тканини може відрізнятися від середнього в декілька десятків або сотень разів через нерівномірний розподіл ультраакустіческой енергії в будь-якому об'єкті.
У процесі поширення плоских ультразвукових хвиль в середовищі інтенсивність ультразвуку (I) зменшується в міру віддалення від джерела випромінювання відповідно до формули:
I = I0 e -2ax. де I0 - початкова інтенсивність;
x - відстань від джерела;
а - коефіцієнт поглинання звуку в середовищі;
е - основа натурального логарифма коефіцієнта поглинання ультразвуку, виражається в зворотних одиницях довжини (см -1; м -1) або в децибелах на одиницю довжини (см; м); при цьому 1 см -1 = 8,68 дБ / см.