108年:醫物幅安(2)

能量 為100 keV 的光⼦與軌道電⼦(已知束縛能為 20 keV )發⽣合調散射( coherent scattering )作⽤,則散射光⼦的能量( keV )為何?

A0
B20
C80
D100

詳細解析

本題觀念:

合調散射(coherent scattering,又稱 Rayleigh scattering 或彈性散射)的核心特性是能量守恆:散射後光子方向改變,但能量完全不損失。此題考查考生對 coherent scattering 的基本定義。

選項分析

(A) 0 keV 錯誤。能量為 0 表示光子被完全吸收,這是光電效應(photoelectric effect)的結果,不是 coherent scattering。

(B) 20 keV 錯誤。20 keV 為軌道電子束縛能,這不是 coherent scattering 的散射光子能量。若光子失去束縛能後釋出電子,屬於光電效應或 Compton 效應的機制。

(C) 80 keV 錯誤。80 keV = 100 keV − 20 keV,暗示光子損失了束縛能量。這是 Compton 效應或光電效應的情境,並非 coherent scattering。

(D) 100 keV ✅ 正確答案 Coherent scattering 的定義:入射光子與整個原子(或原子內束縛電子集體)作用,光子被散射後方向改變,但波長不變(能量不變)。因此散射光子能量 = 入射光子能量 = 100 keV

答案解析

Coherent scat

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