107年:醫物幅安(2)

5 MHz 的超音波在軟組織中的波長為多少 mm ?

A1.54
B0.77
C0.51
D0.30

詳細解析

本題觀念:

超音波的波長(wavelength)由聲速(speed of sound)與頻率(frequency)決定,公式為 λ=v/f\lambda = v/f。軟組織中聲速約為 1540 m/s(1.54 mm/μs),此為超音波物理的基本常數之一。

選項分析

(A) 1.54 mm:若誤將聲速 1540 m/s 直接當作「mm/s」,或計算時忘記單位換算,可能得此值。實為 1540/1×1061540 / 1 \times 10^6 的錯誤計算。

(B) 0.77 mm:為 1.54 mm 的一半,可能誤用 v/(2f)v/(2f) 公式(此公式用於脈衝重複頻率或換能器切割厚度,非波長)。

(C) 0.51 mm:難以直接推導,推測為計算錯誤。

(D) 0.30 mm:由標準公式計算得 0.308 mm,四捨五入後最接近 0.30 mm,正確答案。

答案解析

基本公式

λ=vf\lambda = \frac{v}{f}

代入數值:

  • 軟組織聲速:v=1540 m/s=1.54 mm/μsv = 1540 \text{ m/s} = 1.54 \text{ mm/μs}
  • 頻率:f=5 MHz=5×106 Hzf = 5 \text{ MHz} = 5 \times 10^6 \text{ Hz}

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