108年:醫物幅安(1)

一X光能量為 110 keV ,與鎢原子的 K層電子發生光電作用,請問此游離電子的初始動能約為多少 keV ?

A11
B40
C59
D70

詳細解析

本題觀念:

光電效應(photoelectric effect)中,光子將全部能量轉移給內層電子,電子克服束縛能後,剩餘能量轉化為游離電子的動能。本題考鎢(tungsten, W)K層光電作用的動能計算。

選項分析

計算光電效應游離電子動能的公式為:

KE=EphotonEbindingKE = E_{\text{photon}} - E_{\text{binding}}

鎢的 K 層束縛能為 69 keV,入射 X 光能量為 110 keV,因此:

KE=110 keV69 keV=41 keV40 keVKE = 110 \text{ keV} - 69 \text{ keV} = 41 \text{ keV} \approx 40 \text{ keV}

(A) 11 keV:不正確。11 ≈ 110 − 99,與任何已知鎢殼層束縛能差異不符。

(B) 40 keV:正確。11069=41 keV110 - 69 = 41 \text{ keV},最接近 40 keV(題目使用 69 keV,精確值應為 41 keV,但選項中 40 最接近)。

(C) 59 keV:不正確。59 ≈ 110 − 51,不對應任何鎢殼層。

(D) 70 keV:不正確。70 接近鎢 K 層束縛能本身,代表誤將束縛能當動能。

答案解析

光電作用的能量守恆方程:

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