關於光子與介質進行光電效應的敘述，下列何者正確？

本題觀念：

光電效應（Photoelectric effect）是指入射X射線光子與介質原子的內層束縛電子發生碰撞，光子將其全部能量轉移給該電子，導致電子克服束縛能而游離射出（稱為光電子），光子則完全消失的交互作用過程。在放射物理學中，光電效應的發生機率（$P$）與介質的原子序（$Z$）及入射光子的能量（$E$）有極為密切的數學關係，公式可近似表示為 $P \propto \frac{Z^3}{E^3}$。

選項分析

• A. 介質原子序越高，作用機率越高：正確。根據公式 $P \propto \frac{Z^3}{E^3}$，光電效應的發生機率與介質原子序（$Z$）的三次方成正比。因此，當介質的原子序越高時，發生光電效應的機率會大幅增加。
• B. 介質原子序與作用機率無關：錯誤。兩者具有強烈的正相關性。
• C. 光子能量越高，作用機率越高：錯誤。發生機率與入射光子能量（$E$）的三次方成反比。因此，當光子能量越高，光子穿透力越強，發生光電效應的機率反而會急劇下降。
• D. 光子能量與作用機率無關：錯誤。兩者具有強烈的反相關性。

答案解析

正確答案為 A。 光電效應主要發生於低能量光子與高原子序物質的交互作用中。當介質的原子序（$Z$）增加時，內層電子的束縛能隨之增加，這提供了更多與入射光子產生共振吸收的機會

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