108年:放射器材(2)

磁振造影頭部線圈( head coil )所產⽣的 B₁磁場單位向量為 a,主磁場 B₀單位向量為b,則下列何者正確?

Aa‧b = 1
Ba‧b = -1
Ca × b = 1
Da × b = 0

詳細解析

本題觀念:

磁振造影(magnetic resonance imaging, MRI)中,主磁場 B0\mathbf{B_0} 沿縱軸(z 軸)方向排列,而射頻線圈(RF coil)產生的 B1\mathbf{B_1} 磁場必須垂直於 B0\mathbf{B_0},才能有效激發自旋翻轉(spin excitation)。本題考查向量點積(dot product)與叉積(cross product)的物理意義。

選項分析

(A) ab=1\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 1 錯誤。點積公式為 ab=abcosθ\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = |\mathbf{a}||\mathbf{b}|\cos\theta。若 B1B0\mathbf{B_1} \perp \mathbf{B_0},則兩者夾角 θ=90°\theta = 90°cos90°=0\cos 90° = 0,所以 ab=0\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 0,不是 1。

(B) ab=1\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = -1 錯誤。點積為 0,不是 −1(−1 對應夾角 180°,即反向平行)。

(C) a×b=1\mathbf{a} \times \mathbf{b} = 1(叉積大小為 1) 叉積大小公式為 $

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