109年:醫物幅安(2)

下列何者皆可影響超音波的傳播速度?

A密度( density)、振幅( amplitude )
B振幅( amplitude)、頻率( frequency )
C密度( density)、硬度( stiffness )
D振幅( amplitude)、硬度( stiffness )

詳細解析

本題觀念:

本題考查超音波傳播速度(propagation speed)的決定因素。超音波(縱波)在介質中的傳播速度由介質本身的物理特性決定,公式為:

v=Bρv = \sqrt{\frac{B}{\rho}}

其中:

  • BB:體積彈性模數(bulk modulus),代表介質的硬度(stiffness)
  • ρ\rho:介質密度(density)

振幅(amplitude)頻率(frequency) 是描述聲波本身的特性,不影響聲波在介質中的傳播速度。

選項分析

(A) 密度(density)、振幅(amplitude) 錯誤。振幅是聲波的特性(描述粒子位移大小),不決定傳播速度。密度雖確實影響速度,但與振幅搭配是錯誤的組合。

(B) 振幅(amplitude)、頻率(frequency) 錯誤。振幅和頻率都是聲波本身的參數,兩者皆不影響傳播速度。改變頻率不會改變聲速(只改變波長);改變振幅也不改變聲速(只改變能量/強度)。

(C) 密度(density)、硬度(stiffness) 正確。依公式 v=B/ρv = \sqrt{B/\rho}

  • 硬度(stiffness/bulk modulus)越大 → 速度越快
  • 密度越大 → 速度越慢(但實際上密

...(解析預覽)...