44AM23｜第44回第2種ME技術実力検定試験過去問

血液中を伝播する 10 MHz の超音波の波長［mm］に最も近いのはどれか。

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正解: 2

正答

この問題では、波長・周波数・音速の関係を使って、超音波の波長を求めます。

基本式は次の通りです。

波長 = 音速／周波数

血液中や生体軟部組織中の超音波速度は、およそ 1500 m／s と考えます。

波は、速さ、周波数、波長の間に次の関係があります。

速さ = 周波数 × 波長

したがって、

波長 = 速さ／周波数

です。

問題では、周波数が 10 MHz です。

10 MHz = 10 × 10^6 Hz = 1.0 × 10^7 Hz

血液中の超音波速度をおよそ 1500 m／s とすると、

波長 = 1500 ／ (1.0 × 10^7) m

となります。

計算すると、

波長 = 1.5 × 10^-4 m

です。

これを mm に直します。

1 m = 1000 mm

なので、

1.5 × 10^-4 m = 1.5 × 10^-1 mm = 0.15 mm

したがって、最も近い選択肢は 0.15 mm です。

単位変換のポイント
MHz は 10^6 Hz、m は 1000 mm です。
超音波の計算では、最後に mm に変換するところで桁を間違えやすいです。

第2種MEではここを押さえる
生体軟部組織中の音速は、およそ 1540 m／s として扱うことが多いですが、概算問題では 1500 m／s で計算して選択肢を選べば十分です。

1．0.015
誤り。
0.015 mm は計算値 0.15 mm の10分の1です。MHz から Hz への変換や、m から mm への変換で桁を誤ると選びやすい値です。

2．0.15
正しい。
波長 = 音速／周波数です。1500 m／s を 10 MHz で割ると 1.5 × 10^-4 m となり、mm に変換すると 0.15 mm です。

3．1.5
誤り。
1.5 mm は計算値より10倍大きい値です。10 MHz の超音波では、血液中の波長は約0.15 mmです。

4．15
誤り。
15 mm は大きすぎます。周波数が高い超音波では波長は短くなります。10 MHz ではミリメートルよりさらに小さい0.15 mm程度です。

5．150
誤り。
150 mm は非常に大きすぎます。超音波診断で使う MHz 帯の波長としては不適切です。