專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全107 年第 34 題單選題
5 MHz的超音波在軟組織中的波長為多少mm?
D正確答案
超音波波長 = 聲速 ÷ 頻率。軟組織中聲速約 1540 m/s,5 MHz 時波長 = 1540 ÷ 5,000,000 = 0.000308 m ≈ 0.308 mm,最接近 0.30 mm。
為什麼答案是 D
正確答案。公式:λ = v ÷ f = 1540 m/s ÷ 5×10⁶ Hz = 3.08×10⁻⁴ m = 0.308 mm ≈ 0.30 mm。軟組織聲速標準值 1540 m/s(即 1.54 mm/μs),此為超音波物理最基本的計算,考選部必考。
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完整詳解
Pro · 無限重點 超音波波長 = 聲速 ÷ 頻率。軟組織中聲速約 1540 m/s,5 MHz 時波長 = 1540 ÷ 5,000,000 = 0.000308 m ≈ 0.308 mm,最接近 0.30 mm。
記住軟組織聲速 1540 m/s(或 1.54 mm/μs)。波長(mm) = 1.54(mm/μs) ÷ 頻率(MHz)。5 MHz → 1.54 ÷ 5 = 0.308 mm ≈ 0.30 mm,選 D。
逐選項分析
A✕ 陷阱
1.54 mm 是把聲速數值(1.54 mm/μs)直接當成波長,忽略除以頻率的步驟。這是最常見的陷阱:記住聲速 1.54,但忘了要除以頻率 5,就直接寫 1.54。正確做法是 1.54 ÷ 5 = 0.308 mm。
B✕
0.77 mm 約為 1.54 ÷ 2,相當於頻率為 2 MHz 時的波長,而非 5 MHz。可能是頻率取錯(誤用 2 MHz)或計算時除以 2 而非 5 所致。
C✕
0.51 mm 約為 1.54 ÷ 3,相當於 3 MHz 時的波長。若以水中聲速(約 1500 m/s)代入計算,1500 ÷ 5,000,000 = 0.30 mm,不會得到 0.51;此選項不對應任何常見媒質的 5 MHz 波長,屬干擾選項。
D✓ 正確
正確答案。公式:λ = v ÷ f = 1540 m/s ÷ 5×10⁶ Hz = 3.08×10⁻⁴ m = 0.308 mm ≈ 0.30 mm。軟組織聲速標準值 1540 m/s(即 1.54 mm/μs),此為超音波物理最基本的計算,考選部必考。
常見超音波頻率對應波長(軟組織,v=1540 m/s)
| 頻率 (MHz) | 波長計算 | 波長 (mm) | 典型應用 |
|---|
| 1 | 1.54 ÷ 1 | 1.54 | 腹部深層器官 |
| 2 | 1.54 ÷ 2 | 0.77 | 心臟超音波 |
| 3 | 1.54 ÷ 3 | 0.51 | 腹部一般 |
| 5 | 1.54 ÷ 5 | 0.308≈0.30 | 乳房、甲狀腺 |
| 10 | 1.54 ÷ 10 | 0.154 | 淺層高解析 |
| 15 | 1.54 ÷ 15 | 0.103 | 皮膚、眼球 |
最大陷阱是選 A(1.54 mm)。因為背熟「軟組織聲速 1.54」,大腦直接把聲速當波長輸出。解題時務必確認:聲速(m/s)≠ 波長(m);需用 λ = v/f 換算。另外注意單位:5 MHz = 5×10⁶ Hz,計算後再轉換為 mm(×1000)。