專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全105 年第 35 題單選題
聲阻抗(acoustic impedance)為傳遞波速(propagation speed)乘以下列何者?
A密度(density)正確答案
B硬度(stiffness)
C頻率(frequency)
D衰減(attenuation)
A正確答案
聲阻抗 Z = 密度 ρ × 傳遞波速 c,這是超音波物理最基本公式。
為什麼答案是 A
聲阻抗定義為 Z = ρ × c,其中 ρ 為介質密度、c 為聲波傳遞速度。此值決定不同介質界面的反射係數,是超音波影像形成的關鍵參數。
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完整詳解
Pro · 無限重點 聲阻抗 Z = 密度 ρ × 傳遞波速 c,這是超音波物理最基本公式。
口訣:Z = ρc,阻抗等於密度乘音速,記住單位 kg/(m²·s) 就是密度×速度。
逐選項分析
A✓ 正確
聲阻抗定義為 Z = ρ × c,其中 ρ 為介質密度、c 為聲波傳遞速度。此值決定不同介質界面的反射係數,是超音波影像形成的關鍵參數。
B✕ 陷阱
硬度(stiffness, K)雖然與聲速有關(c = √(K/ρ)),但不是聲阻抗的乘積項。考生易混淆「決定聲速的因素」與「聲阻抗的組成」。
C✕
頻率為波源特性,與介質的聲阻抗無關。聲阻抗只取決於介質本身的密度與聲速,與超音波探頭發出的頻率無關。
D✕
衰減(attenuation)描述聲波在介質中能量損失的程度,雖與頻率、距離有關,但與聲阻抗的定義無直接乘積關係。
超音波核心公式整理
| 物理量 | 公式 | 單位 | 意義 |
|---|
| 聲阻抗 Z | Z = ρ × c | kg/(m²·s) 或 Rayl | 決定界面反射 |
| 聲速 c | c = √(K/ρ) | m/s | 波在介質傳遞速度 |
| 反射係數 R | R = ((Z₂-Z₁)/(Z₂+Z₁))² | 無單位 | 界面回音強度 |
| 衰減 | 與頻率、距離成正比 | dB/cm | 能量損失程度 |
B 選項硬度(stiffness)是計算「聲速」的因素(c=√(K/ρ)),不是聲阻抗的乘積項。考生若把兩個公式記混就會誤選 B。記住:聲阻抗只跟密度和聲速兩個量有關。