113年:醫物幅安(2)

若光子能量(E)與頻率(v)的關係為E=hv,則下列敘述何者正確?

A此關係不適用於可見光
B此關係適用於帶電粒子
C此關係適用於微波
Dh是蒲朗克常數,沒有單位

詳細解析

本題觀念:

本題測驗基礎輻射物理中的**電磁輻射(Electromagnetic Radiation)量子理論(Quantum Theory)**觀念。根據量子理論,電磁波的能量具有量子化的特性,其基本能量單元稱為「光子(Photon)」。單一光子的能量與該電磁波的頻率成正比,公式表示為 E=hνE = h\nu,其中 EE 為光子能量,hh 為蒲朗克常數(Planck's constant),ν\nu 為頻率。此公式適用於整個電磁波譜(Electromagnetic Spectrum)中的所有電磁輻射。

選項分析

  • (A) 此關係不適用於可見光:敘述錯誤。可見光(Visible light)屬於電磁輻射的一種,因此其本質也是由光子組成。可見光的光子能量同樣遵循 E=hνE = h\nu 的關係。
  • (B) 此關係適用於帶電粒子:敘述錯誤。帶電粒子(如電子、質子、阿伐粒子等)屬於具有靜止質量(Rest mass)的粒子輻射。其總能量是由古典力學的動能公式(Ek=12mv2E_k = \frac{1}{2}mv^2)或相對論的質能關係(E=γmc2E = \gamma mc^2)來描述。E=hνE = h\nu 是專門用於描述沒有靜止質量的光子(電磁輻射)之能量。
  • (C) 此關係適用於微波:敘述正確。微波(Microwaves)與 X射線、伽馬射線、

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