專技高考-醫事檢驗師臨床生理學與病理學111 年第 34 題單選題
超音波穿越不同介質之間的介面時,造成超音波行進方向的改變,最主要原因是二介質的何種特性改變?
A正確答案
超音波在不同介質介面發生折射(方向改變),主因是兩介質的「傳導速度(聲速)」不同,類似光學折射定律(Snell's Law)。
為什麼答案是 A
超音波在介質介面發生折射(方向改變),其物理機制與光學完全相同,遵循Snell's Law(斯涅爾定律):sin θ₁/sin θ₂ = v₁/v₂。當兩介質聲速(傳導速度)不同,入射角與折射角也就不同,行進方向因此改變。聲速差異越大,折射越明顯。
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完整詳解
Pro · 無限重點 超音波在不同介質介面發生折射(方向改變),主因是兩介質的「傳導速度(聲速)」不同,類似光學折射定律(Snell's Law)。
想到光從水進入玻璃會折射 → 原因是速度不同 → 超音波折射同理,選傳導速度(A)。
逐選項分析
A✓ 正確
超音波在介質介面發生折射(方向改變),其物理機制與光學完全相同,遵循Snell's Law(斯涅爾定律):sin θ₁/sin θ₂ = v₁/v₂。當兩介質聲速(傳導速度)不同,入射角與折射角也就不同,行進方向因此改變。聲速差異越大,折射越明顯。
B✕
傳導強度(amplitude/intensity)不同主要造成反射與穿透時能量的分配比例變化,是影響回聲強弱的因素,但並非導致行進「方向改變」(折射)的主因。方向改變由速度差決定,而非強度差。
C✕ 陷阱
傳導衰減(attenuation)指超音波在介質內行進時能量因吸收、散射而逐漸減弱的現象,主要影響訊號強度隨深度遞減,並不直接導致介面處的方向改變。衰減是介質「內部」特性,折射是「介面」現象,兩者層次不同,此選項是常見陷阱。
D✕
傳導壓力(acoustic pressure)是描述聲波傳遞時介質質點壓力變化的量,與超音波的聲壓振幅相關,但兩介質間壓力特性差異並不是決定折射方向改變的物理量。決定折射的是聲速比,而非壓力。
超音波介面現象整理
| 現象 | 主因特性 | 臨床意義 | 關鍵參數 |
|---|
| 折射(方向改變) | 傳導速度差異 | 影像偽影、定位誤差 | Snell's Law,速度比 |
| 反射(回聲) | 聲阻抗差異(密度×速度) | 影像形成基礎 | 反射係數 |
| 衰減(訊號減弱) | 吸收+散射+折射損耗 | 深部組織顯影不清 | dB/cm/MHz |
| 散射(漫反射) | 介質不均勻、界面粗糙 | 組織紋理呈現 | 瑞利散射 |
C選項「傳導衰減」是最常見陷阱:考生容易混淆「介質內部能量損耗(衰減)」與「介面處方向改變(折射)」。兩者都是超音波重要特性,但物理層次不同。衰減影響強度,折射影響方向,本題問的是方向改變,故應選速度(A),切勿選衰減(C)。