110年:放射診斷(1)
下列那一項與超音波在生物組織中產生的熱能最相關?
A吸收作用
B聲阻抗
C音波速度
D反射與折射
詳細解析
本題觀念:
本題探討超音波與生物組織交互作用時的物理現象,特別是「超音波能量衰減(Attenuation)」與「熱效應(Thermal effect)」之間的關聯。當超音波在組織中傳遞時,能量會因為吸收(Absorption)、反射(Reflection)、折射(Refraction)與散射(Scattering)等作用而逐漸減少,其中將聲波的機械能轉換為「熱能」的最主要機制即為吸收作用。
選項分析
- (A) 吸收作用(Absorption):正確。當超音波穿透生物組織時,組織會吸收超音波的機械能量,並將其轉化為熱能。這是超音波在軟組織中能量衰減的最主要原因,也是產生超音波熱效應的核心機制。吸收的程度與超音波的頻率成正比;頻率越高,組織吸收的能量越多,產生的熱能也越大。
- (B) 聲阻抗(Acoustic impedance):錯誤。聲阻抗是組織密度與音速的乘積()。兩種不同組織間的「聲阻抗差異」決定了超音波在界面上發生「反射」與「透射」的比例,與熱能的直接產生無關。
- (C) 音波速度(Sound velocity):錯誤。音波速度取決於介質的密度與可壓縮性(在人體軟組織中平均約為 )。它決定了超音波傳遞的快慢以及折射的角度,並不直接負責將聲波能量轉換為熱能。
- **(D
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