106年:醫物幅安(2)
關於光電效應、康普吞效應、成對發生、合調散射、三項發生( triplet production )、互毀等六種作用,其中涉及到質能互換者有幾種?
A2
B3
C4
D5
詳細解析
本題觀念:
本題考查六種光子與物質的交互作用中,哪些涉及質能互換(mass-energy equivalence,依據愛因斯坦方程式 ,物質質量與能量可相互轉換)。需逐一判斷每種作用機制是否有質量↔能量的轉換。
選項分析
題目列出六種作用:光電效應、康普吞效應、合調散射、成對發生、三項發生、互毀,要求從中找出涉及質能互換者。
逐一分析:
1. 光電效應(photoelectric effect) 入射光子被原子內層電子完全吸收,光子消失,電子以光電子形式射出。此過程為光子能量轉換為電子動能,屬能量轉換,無質量創生或湮滅,不涉及質能互換。
2. 康普吞效應(Compton effect) 入射光子與外層束縛電子發生非彈性散射,光子轉移部分能量給電子,波長變長後繼續傳播。屬能量/動量交換,不涉及質能互換。
3. 合調散射(coherent scattering,又稱 Rayleigh scattering) 光子被整個原子彈性散射,無能量損失,方向改變。完全不涉及質能互換。
4. 成對發生(pair production)✓ 能量 ≥ 1.022 MeV 的光子在原子核庫倫電場中消失,轉換為一對電子()和正電子()。光子(純能量)→ 兩個具有靜止質量的粒子
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