107年:醫物幅安(2)

150 kVp 的X光,其最短波長約為多少 m?

A6.0×10 -10
B1.0×10 -11
C8.2×10 -12
D5.6×10 -13

詳細解析

本題觀念:

本題考查 X 光的最短波長(shortest wavelength)計算,應用 Duane-Hunt 定律。管電壓(kVp)決定了 X 光光子的最大能量,也對應到輻射的最短波長(最高頻率)。

選項分析

計算過程:

根據 Duane-Hunt 定律,X 光的最短波長為:

λmin=hceV\lambda_{min} = \frac{hc}{eV}

其中:

  • h=6.626×1034h = 6.626 \times 10^{-34} J·s(Planck 常數)
  • c=3×108c = 3 \times 10^{8} m/s(光速)
  • e=1.6×1019e = 1.6 \times 10^{-19} C(元電荷)
  • V=150×103V = 150 \times 10^{3} V(管電壓)

代入計算:

λmin=6.626×1034×3×1081.6×1019×150×103\lambda_{min} = \frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{1.6 \times 10^{-19} \times 150 \times 10^3}

=1.988×10252.4×1014= \frac{1.988 \times 10^{-25}}{2.4 \times 10^{-14}}

=8.28×1012 m= 8.28 \times 10^{-12} \text{ m}

8.2×1012 m\approx 8.2 \times 10^{-12} \text{ m}

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