111年:(醫檢)病生理(2)
音速會隨介質密度不同而有不同,在下列那種介質中,音速最慢?
A水
B空氣
C骨骼
D肝臟
詳細解析
本題觀念:
聲速在不同介質中因介質的彈性模數(或體積剛性,bulk modulus, B)與密度(ρ)不同而異,其基本公式為 c = √(B/ρ) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。在一般情況下,氣體的彈性模數較低且密度極小,使得聲速在氣體中最慢;相較之下,液體及固體(如水、軟組織、骨骼)具有較高的彈性模數與密度,因而聲速較快。
選項分析
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選項A 水
水中聲速約為 1480–1520 m/s (radiologykey.com),遠高於氣體。雖然水的密度高(約1000 kg/m³),但其體積剛性更大,導致聲速比空氣快數倍。 -
選項B 空氣
在常溫(約20–25℃)下,空氣中聲速約 330–343 m/s (radiologykey.com)。由於空氣的彈性模數(B)很低且密度(ρ≈1.2 kg/m³)
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