下列何者是超音波頻率增加而導致穿透力降低的原因？

本題觀念：

本題考查的是超音波物理學中「頻率（Frequency）」、「衰減（Attenuation）」與「穿透力（Penetration）」之間的關聯性。當超音波在介質（如人體組織）中傳播時，會隨著傳播距離的增加而損失能量，此一現象稱為衰減。衰減的程度會直接影響超音波能夠偵測的深度，也就是穿透力。

選項分析

• (A) 衰減增加：正確。超音波的衰減主要來自於介質的吸收（Absorption）、散射（Scattering）與反射（Reflection）。在人體軟組織中，衰減係數（Attenuation coefficient）與超音波的頻率幾乎成正比（約為 $0.5 \text{ dB/(cm \cdot MHz)}$）。因此，當超音波頻率增加時，波在組織中能量被吸收轉換為熱能以及發生散射的頻率變高，導致「衰減增加」，能量快速消耗，最終使得穿透深度降低。
• (B) 衰減減少：錯誤。頻率增加會導致衰減「增加」而非減少。若是使用低頻率的超音波探頭，因波長較長，在組織中被吸收與散射的程度較小，衰減才會減少，從而獲得較好的深部組織穿透力。
• (C) 波速增加：錯誤。超音波的傳播波速（Acoustic velocity）主要取決於傳播介質本身的物理特性（如密度和體積彈性模數，$c = \sqrt{B/\rho}$）。在相同的人體軟組織中，不管超音

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