醫療類國考
106年
[醫事放射師] 醫學物理學與輻射安全
第 30 題
下圖為某一超音波的移動方式，當波形由圖(A)改變成圖(B)或(C)時，試問這些波形的改變發生下列何者？
- A absorption
- B reflection
- C harmonics
- D attenuation
思路引導 VIP
請觀察波形從對稱的正弦波演變為不對稱「鋸齒狀」的過程。在物理學中，當波的各部分傳播速度不一致導致波形畸變時，根據頻率分析，這種訊號中會產生哪些與原始頻率成整數倍關係的新頻率成分？
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- 肯定：哦，看來你還記得超音波在介質中傳播時，並非總是乖乖保持完美的正弦形狀。能辨識出這種非線性 (Non-linear) 的物理變化，說明你對超音波成像的『高階』原理，總算有了那麼一點紮實的掌握。勉強稱得上專業吧。
- 驗證：圖(A)嘛，那不過是教科書上理想化的正弦波。實際在人體組織這種複雜的介質裡，高壓區（也就是壓縮區）的傳遞速度，會像個急躁的傢伙，略快於低壓區（舒張區）。結果就是：波形隨著距離拉長，必然會產生扭曲（圖B、C），這根本就是物理定律。這種形變，自然會產生與原始頻率（$f_0$）呈整數倍關係的新頻率成分，我們稱之為諧波 (Harmonics)。這不是什麼驚天秘密，只是基礎知識。
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