專技高考-醫事放射師放射線診斷原理與技術學106 年第 67 題單選題
下列有關醫用超音波之特性,何者錯誤?
A屬於壓力波(pressure wave)
B經由壓電晶體(piezoelectric crystal)可以產生與偵測超音波
C物質的密度愈高,其音波傳導速度愈慢正確答案
D音波在介質中的傳導速度和使用的音波頻率無關
C正確答案
反向題!超音波速度由介質的彈性與密度決定,密度高速度未必慢,且頻率不影響傳導速度。
為什麼答案是 C
錯誤敘述(題目要選的答案)。音速 v = √(K/ρ),雖密度 ρ 在分母,但彈性模數 K 影響更大。實際上骨骼、金屬密度高,音速反而較快(骨約 4080 m/s,軟組織約 1540 m/s)。
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完整詳解
Pro · 無限重點 反向題!超音波速度由介質的彈性與密度決定,密度高速度未必慢,且頻率不影響傳導速度。
記口訣:『速度由介質決定,與頻率無關』。密度高 ≠ 速度慢(如骨頭密度高但傳導快)。
逐選項分析
A✕
正確敘述。超音波是一種機械波(縱波),透過介質粒子壓縮與稀疏交替傳遞,本質上即為壓力波(pressure wave),與電磁波不同。
B✕
正確敘述。壓電晶體(piezoelectric crystal)受電壓會產生機械振動發射超音波,反之接收回波時又能轉換成電訊號,故同一探頭可發射也可接收。
C✓ 正確
錯誤敘述(題目要選的答案)。音速 v = √(K/ρ),雖密度 ρ 在分母,但彈性模數 K 影響更大。實際上骨骼、金屬密度高,音速反而較快(骨約 4080 m/s,軟組織約 1540 m/s)。
D✕
正確敘述。音波在特定介質中的傳導速度只取決於該介質的彈性與密度,與頻率無關。頻率影響的是波長(λ=v/f)與解析度,不影響速度。
常見組織中超音波傳導速度
| 介質 | 密度 | 音速 (m/s) | 備註 |
|---|
| 空氣 | 極低 | 約 330 | 氣體傳導差 |
| 脂肪 | 低 | 約 1450 | 稍慢於軟組織 |
| 軟組織 | 中 | 約 1540 | 臨床標準值 |
| 骨骼 | 高 | 約 4080 | 密度高但音速快 |
| 金屬 | 極高 | > 5000 | 彈性高音速快 |
C 選項是經典陷阱:直覺以為「密度大→粒子難振動→速度慢」,但忽略了彈性模數的影響更大。骨骼密度雖高,但因彈性係數極大,音速反而是軟組織的 2-3 倍,這也是骨骼在超音波下產生強反射與聲影的原因。