2 MHz 的連續波超音波在一秒內有多少循環（cycles）？

本題觀念：

本題主要測驗超音波物理學中最基礎的「頻率（Frequency）」定義，以及國際單位制（SI units）詞頭的換算。頻率的定義為單位時間內（通常為1秒）所完成的聲波循環（cycles）次數。連續波（Continuous wave, CW）超音波代表探頭持續不斷地發射超音波，因此一秒內的總循環次數會完全等於其頻率。

選項分析

• (A) 200：不正確。若每秒為 200 次循環，其頻率為 200 Hz。
• (B) 2,000：不正確。若每秒為 2,000 次循環，其頻率為 2,000 Hz（或 2 kHz）。
• (C) 200,000：不正確。若每秒為 200,000 次循環，其頻率為 200,000 Hz（或 200 kHz）。
• (D) 2,000,000：正確。2 MHz 代表 $2 \times 10^6$ Hz。因為 1 Hz 相當於每秒 1 次循環，所以 2 MHz 即為每秒 2,000,000 次循環。

答案解析

超音波的頻率（Frequency）國際標準單位為赫茲（Hertz, Hz），即 1 Hz = 1 cycle/second。 題目中的「2 MHz」代表 2 Megahertz。Mega（百萬，字首為 M）在科學記號中代表 $10^6$。因此，2 MHz 等於 $2 \times 10^6$ Hz，即 2,000,000 Hz。

另一個關鍵在於題目特別提到「連續波（Continuous wave）」。連續波超音波的發射是毫無間斷的（Duty factor = 100% 或 1），因此在完整的 1 秒鐘內，連續波超音波所產生的循環次數即為其頻率本身，也就是 2,000,000 次。 (註：若題目改為脈衝波 Pulsed wave，則一秒內的循環次數必須由脈衝重複頻率（Pulse repetition frequency, PRF）與每個脈衝內的循環數（Cycles per pulse）來計算，數值將會大幅減少。)

核心知識點

醫事放射師考生必須熟記以下超音波基礎物理觀念：

1. 頻率（Frequency, $f$）與週期（Period, $T$）：頻率為每秒產生的循環數（Hz）；週期為完成一次循環所需的時間（秒），兩者互為倒數（$f = 1/T$）。
2. 科學單位換算：
   • Kilo (k) = $10^3$ (千)
   • Mega (M) = $10^6$ (百萬)
   • Giga (G) = $10^9$ (十億)
   • Milli (m) = $10^{-3}$ (毫)
   • Micro ($\mu$) = $10^{-6}$ (微)
3. 醫用診斷超音波頻率範圍：通常落於 2 MHz 到 15 MHz 之間。高頻率解析度佳但穿透力差；低頻率穿透力佳但解析度較差。
4. 連續波（CW）與脈衝波（PW）的差異：理解任務因子（Duty factor）的概念。連續波的 Duty factor 為 100%，常應用於測量高速血流的連續波都卜勒（CW Doppler），不具備距離解析力（Range resolution）。

參考資料

1. Megahertz to Cycles per Second Conversion (MHz to cps) - Inch Calculator
2. Ultrasound waves
3. Convert megahertz to cycles per second - Conversion of Measurement Units