110年:放射器材(2)

下列何種都卜勒角有最大的都卜勒偏移?

AA.0°
BB.30°
CC.60°
DD.90°

詳細解析

本題觀念:

本題考查超音波物理學中的都卜勒效應(Doppler Effect)都卜勒角(Doppler angle)之間的數學與物理關係。當超音波音束照射到移動中的紅血球時,反射回來的頻率會發生改變,這個頻率的變化量稱為都卜勒偏移(Doppler shift)

根據都卜勒方程式(Doppler equation): Δf=2f0vcosθc\Delta f = \frac{2 f_0 v \cos\theta}{c}

  • Δf\Delta f:都卜勒偏移頻率(Doppler shift frequency)
  • f0f_0:探頭發射的初始超音波頻率(Transmitted frequency)
  • vv:反射體(如紅血球)的移動速度(Velocity of moving reflector)
  • θ\theta:都卜勒角(超音波音束與血流方向的夾角)
  • cc:音波在組織中的傳遞速度(約為 1540 m/s)

由公式可知,都卜勒偏移與都卜勒角 θ\theta 的餘弦值(cosθ\cos\theta)成正比。

選項分析

  • A. 0°:正確。當都卜勒角為 0° 時,cos(0)=1\cos(0^\circ) = 1。此時超音波音束與血流方向完全平行,cosθ\cos\theta 達到最大值,因此會產生最大的都卜勒偏移。
  • B. 30°:錯誤。當

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