112年:醫物幅安(1)

35 keV的光子,發生康普吞散射,其散射光子能量為多少 keV?(散射電子動能:16 keV,軌域束縛能:1.07keV)

A17.93
B20.07
C33.93
D52.07

詳細解析

本題觀念:

本題考查光子與物質作用中的**康普吞散射(Compton scattering)**的能量守恆定律。 在康普吞散射中,入射光子(incident photon)與原子的軌域電子發生非彈性碰撞(inelastic collision)。入射光子會將其部分能量轉移給電子,用以克服該電子的軌域束縛能(binding energy),並賦予其脫離原子所需的動能(kinetic energy),這顆游離的電子被稱為回跳電子(recoil electron)或康普吞電子(Compton electron)。碰撞後,光子會改變行進方向,並帶著剩餘的能量散射出去,成為散射光子(scattered photon)。

根據物理學的能量守恆定律,康普吞散射的能量關係可以用以下公式表示: Ei=Es+Ek+EbE_i = E_s + E_k + E_b 其中:

  • EiE_i:入射光子能量(Incident photon energy)
  • EsE_s:散射光子能量(Scattered photon energy)
  • EkE_k:散射電子動能(Scattered electron kinetic energy)
  • EbE_b:軌域束縛能(Binding energy)

選項分析

  • (A) 17.93:正確。根據能量守恆定律,$E_s = E_i - E_k - E_b = 35

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