111年:放射診斷(2)

試問 80 keV的 X光頻率為何?

A1.93×10¹⁹ Hz
B5.19×10¹⁹ Hz
C5.00×10²³ Hz
D1.33×10²⁷ Hz

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是電磁輻射的基本物理性質,即光子能量(Energy)與其頻率(Frequency)之間的普朗克-愛因斯坦關係式(Planck-Einstein relation)。電磁波的能量與頻率成正比,其轉換公式為:E=hfE = hf(或寫為 E=hνE = h\nu)。其中,EE 代表光子能量、ff 代表頻率,而 hh 則是普朗克常數(Planck's constant)。

選項分析

  • (A) 1.93×10¹⁹ Hz 根據公式 f=Ehf = \frac{E}{h} 進行計算。 題目給定的能量為 E=80 keV=80×103 eVE = 80 \text{ keV} = 80 \times 10^3 \text{ eV}。 普朗克常數 hh 在電子伏特(eV)單位下約為 4.136×1015 eVs4.136 \times 10^{-15} \text{ eV}\cdot\text{s}。 將數值代入公式: f=80×103 eV4.136×1015 eVs19.34×1018 Hz=1.93×1019 Hzf = \frac{80 \times 10^3 \text{ eV}}{4.136 \times 10^{-15} \text{ eV}\cdot\text{s}} \approx 19.34 \times 10^{18} \text{ Hz} = 1.93 \times 10^{19} \text{ Hz}。 計算結果與選項 A 吻合,故此選項正確。

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