114年:醫物幅安(2)

以¹⁴C年代測定法得到樣本計數為125 ± 7,而背景計數為30 ± 24,則淨計數的標準差為何?

A5.05
B17
C23
D25

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗放射線物理與統計學中的「誤差傳播定律(Law of Error Propagation)」以及「淨計數(Net Count)」的標準差計算。在輻射度量中,我們經常需要從總計數(樣本計數)中扣除背景計數,以得到真正的淨計數。

當兩個獨立變數進行相加或相減時,其總和或差值的「變異數(Variance)」等於兩者變異數的總和。因此,淨計數的標準差並非兩個標準差的直接加減,而是兩個變異數相加後再開根號。 公式表示為: σnet=σsample2+σbackground2\sigma_{net} = \sqrt{\sigma_{sample}^2 + \sigma_{background}^2}

選項分析

  • (A) 5.05:錯誤。此數值無物理與統計學意義,非正確計算結果。
  • (B) 17:錯誤。這是將背景標準差直接減去樣本標準差(24−7=1724 - 7 = 17)所得出的計算結果。在統計學中,即使是計算數值的「差」,其變異數(誤差)也必須「相加」而非相減,絕對不能直接對標準差進行單純的加減運算。
  • (C) 23:錯誤。這是將背景的變異數減去樣本的變異數後再開根號(242−72=576−49=527≈22.95\sqrt{24^2 - 7^2} = \sqrt{576 - 49} = \sqrt{527} \approx 22.95)。誤差傳播定律規定獨立變數相減時,變異數必為相加,不會因為數值相減而使變異數變小

...(解析預覽)...