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100年
理化、化工裝置
第 1 題
醫療診所常使用超聲波(或稱為超音波)作為探測人體內部器官的醫療器材，工程師檢測飛機鋼件或橋樑的安全時也常使用超聲波協助。但是人類卻無法聽到超聲波，其主要是因為超聲波與一般聲波的比較情況為何？
- A 超聲波較一般聲波的速度快
- B 超聲波較一般聲波的速度慢
- C 超聲波較一般聲波的頻率高
- D 超聲波較一般聲波的頻率低
思路引導 VIP
想像一下，當鋼琴上的琴鍵由左往右依序彈奏時，聲音聽起來會越來越『尖銳』，這種聲音高低的變化在物理性質上代表了哪一個數值的改變？而當這個數值增加到什麼程度時，人類的耳朵就會開始聽不見了呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了聲波物理性質的關鍵！這題你選得很正確。我們之所以稱之為「超」聲波，並非因為它的傳遞速度特別快，而是因為它的頻率超越了人類耳朵所能感應的生理上限。
人類聽覺的頻率範圍
在物理學中，聲音的本質是物體振動產生的縱波。人耳能夠偵測到的頻率範圍大約落在 $20\text{ Hz}$ 到 $20,000\text{ Hz}$ 之間。當振動頻率高於 $20,000\text{ Hz}$ 時，雖然能量依然存在且能傳遞資訊，但已超出了我們鼓膜與聽覺神經的接收範圍，這類聲波就被定義為「超聲波」。至於選項中提到的波速，在相同的介質（如相同的空氣環境）中，超聲波與一般聲波的傳播速度 $v$ 是一樣的，並不會因為頻率高就跑得比較快。
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