超⾳波的換能器是利⽤何種原理，由換能器 內的晶體將電⼦脈衝轉換成超⾳波或將超⾳波轉換成電⼦脈衝？

本題觀念：

超音波換能器（transducer）的核心原理是壓電效應(piezoelectric effect)。換能器內的壓電晶體能夠雙向轉換能量：施加電壓時晶體振動發出超音波（逆壓電效應），接收到超音波時晶體受壓縮產生電訊號（正壓電效應），因此同一個換能器可兼作發射與接收。

選項分析

(A) 光電效應：光電效應(photoelectric effect)是指光子照射金屬表面使電子逸出的現象（愛因斯坦 1905 年描述），與聲能↔電能的轉換無關。❌

(B) 壓電效應：壓電效應(piezoelectric effect)由居禮兄弟於 1880 年發現。正壓電效應：機械壓力 → 電荷；逆壓電效應：電場 → 機械形變/振動。超音波換能器正是利用此雙向特性，施加交流電脈衝使晶體振動產生超音波，接收回波時晶體受壓產生電訊號。✅ （正確答案）

(C) 杜卜勒效應：都卜勒效應(Doppler effect)描述波源與觀察者相對運動時頻率改變的現象，用於超音波血流測量（彩色都卜勒、頻譜都卜勒），但不是換能器「能量轉換」的原理。❌

(D) 牛頓第三運動定律：作用力與反作用力定律，與超音波換能器電能↔聲能轉換無關。❌

答案解析

答案為 (B) 壓電效應。超音波換能器利用壓電晶體（早期用石英，現代多用 PZT —

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