專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 6 題單選題
依下圖，康普吞電子（Compton electron）在下列何種條件下具有最大的動能？
Aθ= 180°; φ= 0°
Bθ= 90°; φ= 0°
Cθ= 90°; φ= 90°
Dθ= 0°; φ= 180°正確答案
D正確答案
康普吞散射中，散射光子角度φ=180°（正向反彈）時能量損失最大，康普吞電子獲得最大動能，此時電子角θ=0°（正向前進）。
為什麼答案是 D
圖中φ為散射光子與入射光子方向的夾角，φ=180°代表散射光子完全反向（正向反彈），由康普吞波長偏移公式Δλ=（h/m₀c）(1−cosφ)，φ=180°時cosφ=−1，Δλ最大，散射光子能量最小，故電子獲得最大動能；此時電子沿原入射方向θ=0°前進，與圖示幾何關係完全吻合。
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完整詳解
Pro · 無限重點 康普吞散射中，散射光子角度φ=180°（正向反彈）時能量損失最大，康普吞電子獲得最大動能，此時電子角θ=0°（正向前進）。
康普吞電子動能最大 ⟺ 散射光子能量最小 ⟺ φ=180°（光子完全反向散射），此時電子沿原方向θ=0°飛出。
逐選項分析
A✕ 陷阱
θ=180°代表電子反向飛出，φ=0°代表光子沿原方向不偏折，此時光子能量幾乎未轉移給電子，電子動能極小，直覺上容易誤選θ=180°以為是「完全碰撞」。
B✕
θ=90°電子側向飛出，φ=0°光子幾乎不偏折，能量轉移量極少，電子動能非最大。
C✕
θ=90°電子側向、φ=90°光子也側向散射，此為典型90°康普吞散射，電子獲得部分動能但非最大值。
D✓ 正確
圖中φ為散射光子與入射光子方向的夾角，φ=180°代表散射光子完全反向（正向反彈），由康普吞波長偏移公式Δλ=（h/m₀c）(1−cosφ)，φ=180°時cosφ=−1，Δλ最大，散射光子能量最小，故電子獲得最大動能；此時電子沿原入射方向θ=0°前進，與圖示幾何關係完全吻合。
不同散射角度下的康普吞效應比較
| 散射光子角φ | cosφ值 | 波長偏移Δλ | 散射光子能量 | 電子動能 |
|---|
| 0°（不散射） | +1 | 0（最小） | 最大（=入射） | 0（最小） |
| 90°（側向） | 0 | h/m₀c ≈ 0.0243Å | 中等 | 中等 |
| 180°（反向） | −1 | 2h/m₀c ≈ 0.0486Å（最大） | 最小 | 最大 |
考生常誤以為「電子角θ=180°」代表最強碰撞，但θ=180°是電子反向飛回，實際上對應光子完全穿透（φ≈0°），能量轉移幾乎為零。真正最大能量轉移是光子反彈（φ=180°），此時電子被推向前方θ=0°，兩者角度互為補充，切勿混淆φ與θ的物理意義。 
