109年:放射器材(1)

超音波儀器產生的都卜勒效應( Doppler effect ),主要來自於下列何項參數的變化所致?

A振幅( amplitude )
B強度( intensity )
C頻率( frequency )
D回返時間( arrival time )

詳細解析

本題觀念:

都卜勒效應(Doppler effect)的物理原理,以及超音波儀器利用哪個聲波參數的變化來偵測運動。

選項分析

(A) 振幅(amplitude)❌ 振幅代表聲波的壓力大小,與物體運動方向和速度無直接數學關係,無法用來計算都卜勒頻移。

(B) 強度(intensity)❌ 強度與振幅的平方成正比 IA2I \propto A^2,同樣不是都卜勒效應所依賴的參數。強度的變化不反映運動速度。

(C) 頻率(frequency) ✅ 都卜勒效應的本質是:當發射源(探頭)和反射體(如紅血球)之間有相對運動時,接收到的反射聲波頻率會改變。靠近探頭運動時頻率升高,遠離時頻率降低。都卜勒頻移公式:

fd=2f0vcosθcf_d = \frac{2 f_0 v \cos\theta}{c}

其中 f0f_0 為發射頻率、vv 為反射體速度、θ\theta 為入射角、cc 為聲速。儀器正是偵測此**頻率變化(頻移)**來計算血流速度。

(D) 回返時間(arrival time)❌ 回返時間是 B-mode 超音波計算反射體深度的依據(d=c×t2d = \frac{c \times t}{2}),用於定位,而非都卜勒效應的基礎。

答案解析

答案為 (C)。都卜勒效應的核心是**頻率偏移(frequency shif

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