106年:醫物幅安(1)

已知鉛的 L與M層之電子束縛能分別為 15 keV 與3 keV ,特性輻射 Kα的能量為73 keV ,則Kβ的能量為多少keV ?

A85
B82
C79
D76

詳細解析

本題觀念:

特性輻射(characteristic radiation)是當原子內層電子被游離後,外層電子填補空缺時所釋放的 X 光。放射的 X 光能量等於兩電子殼層束縛能之差。Kα 代表 L 層電子填補 K 層空缺,Kβ 代表 M 層電子填補 K 層空缺。

選項分析

已知條件:

  • 鉛(Pb)L 層束縛能 = 15 keV
  • 鉛(Pb)M 層束縛能 = 3 keV
  • Kα 能量 = 73 keV(L → K 躍遷所釋放的 X 光)

步驟一:求鉛 K 層束縛能

Kα 是 L 層電子填補 K 層空缺時釋放的能量:

EKα=EKELE_{K\alpha} = E_K - E_L 73=EK1573 = E_K - 15 EK=73+15=88 keVE_K = 73 + 15 = 88 \text{ keV}

步驟二:求 Kβ 能量

Kβ 是 M 層電子填補 K 層空缺時釋放的能量:

EKβ=EKEM=883=85 keVE_{K\beta} = E_K - E_M = 88 - 3 = 85 \text{ keV}

各選項驗證:

(A) 85 ✅ 與計算結果完全吻合:EKβ=883=85E_{K\beta} = 88 - 3 = 85 keV

(B) 82 ❌ 若 K 層束縛能為 85 keV(誤以為 Kα = K - M 代入),則計算錯誤。

(C) 79 ❌ 計

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