111年:醫物幅安(2)

關於 X光發射能譜,下列敘述何者正確?

A制動輻射 X光為連續能譜,特性輻射 X 光為不連續能譜
B特性輻射 X光為連續能譜,制動輻射 X 光為不連續能譜
C特性輻射 X光與制動輻射 X 光二者皆為連續能譜
D制動輻射 X光與特性輻射 X 光二者皆為不連續能譜

詳細解析

本題觀念:

本題探討 X 光機中 X 光產生的兩種主要物理機制:制動輻射(Bremsstrahlung)特性輻射(Characteristic radiation),以及它們在 X 光發射能譜(X-ray emission spectrum)上所呈現的分布特徵。

選項分析

  • (A) 制動輻射 X光為連續能譜,特性輻射 X 光為不連續能譜:正確。當高速電子受到靶材原子核的庫侖力吸引而減速偏折時,損失的動能會轉換成 X 光光子釋出,即為「制動輻射」。由於每次碰撞減速的程度不同,釋出的光子能量可以是從 0 到入射電子最大動能之間的任意值,因此形成連續能譜(Continuous spectrum)。另一方面,「特性輻射」是高速電子撞出靶材原子內層電子,造成空洞後,由外層電子躍遷遞補所釋放的 X 光。此能量取決於兩電子軌道間的結合能能階差,因為原子的能階是量子化(固定)的,所以釋出的 X 光只會具有特定的單一能量,形成不連續能譜(Discrete/Discontinuous spectrum)
  • (B) 特性輻射 X光為連續能譜,制動輻射 X 光為不連續能譜:錯誤。兩者的能譜特性剛好敘述相反。
  • (C) 特性輻射 X光與制動輻射 X 光二者皆為連續能譜:錯誤。特性輻射具有特定的單一能量,屬於不連續能譜。

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