Физическая основа УЗИ — пьезоэлектрический эффект. При деформации монокристаллов
некоторых химических соединений (кварц, титанат бария) под воздействием
ультразвуковых волн, на поверхности этих кристаллов возникают противоположные по знаку
электрические заряды — прямой пьезоэлектрический эффект. При подаче на них переменного
электрического заряда, в кристаллах возникают механические колебания с излучением
ультразвуковых волн. Таким образом, один и тот же пьезоэлемент может быть попеременно то
приёмником, то источником ультразвуковых волн. Эта часть в ультразвуковых аппаратах
называется акустическим преобразователем, трансдюсером или датчиком.
Ультразвук распространяется в средах в виде чередующихся зон сжатия и расширения вещества.
Звуковые волны, в том числе и ультразвуковые, характеризуются периодом колебания — временем,
за которое молекула (частица) совершает одно полное колебание; частотой —
числом колебаний в единицу времени; длиной — расстоянием между точками одной фазы и
скоростью распространения, которая зависит главным образом от упругости и плотности среды.
Длина волны обратно пропорциональна её частоте. Чем меньше длина волн, тем выше разрешающая
способность ультразвукового аппарата. В системах медицинской ультразвуковой диагностики
обычно используют частоты от 2 до 10 МГц. Разрешающая способность современных ультразвуковых
аппаратов достигает 1-3 мм.