專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)106 年第 73 題單選題
下列有關光電倍增管(photomultiplier tubes)之敘述,何者錯誤?
A為一真空密封管,內含有光陰極(photocathode)、倍極(dynode)、陽極(anode)
B將可見光轉換成電子脈衝訊號並由陰極輸出正確答案
C光電倍增管需要連接高壓電系統
D如果有10個倍極,大約可產生210到410之電子數
B正確答案
光電倍增管將光訊號放大成電子脈衝,訊號由陽極輸出而非陰極,B 為錯誤敘述。
為什麼答案是 B
錯誤!光打在『光陰極』產生光電子,電子經倍極層層倍增後,最終由『陽極』輸出電子脈衝訊號。題目把陰極與陽極角色搞混,是典型名詞偷換陷阱。
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完整詳解
Pro · 無限重點 光電倍增管將光訊號放大成電子脈衝,訊號由陽極輸出而非陰極,B 為錯誤敘述。
記住電流方向:光打在『陰極』產生電子→經倍極倍增→『陽極』收集輸出。輸出端永遠是陽極!
逐選項分析
A✕
光電倍增管確實是真空密封管,三大組件為光陰極(接收光子)、倍極(dynode,數個串聯放大電子)、陽極(收集電子輸出訊號),敘述正確。
B✓ 正確
錯誤!光打在『光陰極』產生光電子,電子經倍極層層倍增後,最終由『陽極』輸出電子脈衝訊號。題目把陰極與陽極角色搞混,是典型名詞偷換陷阱。
C✕
PMT 各倍極之間需維持百伏級電位差以加速電子,整體需數百至上千伏特高壓電源供應,敘述正確。
D✕
每個倍極可使電子數倍增 2~4 倍,10 個倍極串聯後總增益約為 2¹⁰ 到 4¹⁰,即約 1024 到約 10⁶ 個電子,敘述正確。
光電倍增管 (PMT) 訊號流程
| 順序 | 組件 | 功能 | 訊號形式 |
|---|
| 1 | 光陰極 photocathode | 接收光子,光電效應產生電子 | 光 → 電子 |
| 2 | 倍極 dynode (×N) | 層層加速與倍增電子 | 電子數放大 2ⁿ~4ⁿ |
| 3 | 陽極 anode | 收集電子,輸出脈衝訊號 | 電子 → 電流脈衝 |
B 選項把『陽極輸出』偷換成『陰極輸出』,利用考生對陰陽極記憶模糊下手。記憶口訣:光從陰極進、訊號從陽極出,與電子流向(陰→陽)一致。