專技高考-藥師藥物分析與生藥學(包括中藥學)107 年第 2 題單選題
下列何者屬於放射(emission)光譜?
A可見光譜
B紫外光光譜
C紅外光光譜
D拉曼光譜正確答案
D正確答案
依標準光譜學分類,放射(emission)光譜是物質由較高能階回到較低能階時自行放出光子所形成的光譜,例如原子發射光譜、螢光光譜。拉曼光譜的本質是入射光與分子發生非彈性散射(inelastic scattering),屬散射光譜,不是放射光譜。因此題目標示 D 與標準定義不符;四個選項中沒有典型的 emission 光譜。
為什麼答案是 D
拉曼光譜量測入射單色光與分子作用後產生的拉曼散射光;其中 Stokes 與 anti-Stokes 訊號來自光子和分子間的能量交換,屬於非彈性散射光譜。拉曼散射並不是分子先吸收能量、再由激發態自發回到低能態所產生的 emission。故依嚴格學術分類,D 不屬於放射光譜;若出題者將「非吸收光譜」誤稱為「放射光譜」而指定 D,屬術語使用不精確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 依標準光譜學分類,放射(emission)光譜是物質由較高能階回到較低能階時自行放出光子所形成的光譜,例如原子發射光譜、螢光光譜。拉曼光譜的本質是入射光與分子發生非彈性散射(inelastic scattering),屬散射光譜,不是放射光譜。因此題目標示 D 與標準定義不符;四個選項中沒有典型的 emission 光譜。
先辨識光譜訊號來源:UV、可見、IR 在一般儀器分析語境多指吸收光譜;拉曼測量非彈性散射光。真正的放射光譜應是螢光、磷光或原子發射光譜。故本題若嚴格依術語作答,無正確選項;D 至多是唯一的非吸收類選項,不能等同 emission。
逐選項分析
A✕
「可見光譜」是依波長區域命名的較寬泛用語;在常見的 UV-Vis 儀器分析脈絡中,通常指樣品對可見光的吸收測量,即可見吸收光譜。其訊號是入射光被樣品吸收後的透射光變化,並非樣品自發射出的光。
B✕
紫外光譜在一般分析化學中通常指紫外吸收光譜(UV absorption spectroscopy),利用分子電子躍遷對紫外光的吸收來定性或定量。它不是由激發態回到低能態所量測的放射光譜。
C✕
紅外光譜通常指紅外吸收光譜(IR absorption spectroscopy),測量分子振動或轉動振動躍遷對紅外光的吸收。雖然分子也可能有紅外放射現象,但「紅外光譜」在此類選項脈絡通常不是指放射光譜。
D✓ 正確
拉曼光譜量測入射單色光與分子作用後產生的拉曼散射光;其中 Stokes 與 anti-Stokes 訊號來自光子和分子間的能量交換,屬於非彈性散射光譜。拉曼散射並不是分子先吸收能量、再由激發態自發回到低能態所產生的 emission。故依嚴格學術分類,D 不屬於放射光譜;若出題者將「非吸收光譜」誤稱為「放射光譜」而指定 D,屬術語使用不精確。
吸收、放射與散射光譜的標準分類
| 型別 | 主要訊號來源 | 典型例子 | 與本題選項的關係 |
|---|
| 吸收光譜(absorption spectroscopy) | 量測外加入射光被樣品吸收後的強度減少;樣品由低能態吸收能量至高能態。 | 紫外吸收、可見吸收、紅外吸收。 | B、C 通常屬此類;A 在一般 UV-Vis 語境亦通常指此類。 |
| 放射/發射光譜(emission spectroscopy) | 量測受激原子或分子由高能態回到低能態時所放出的光子。 | 原子發射光譜、螢光光譜、磷光光譜。 | 四個選項均非典型放射光譜。 |
| 散射光譜(scattering spectroscopy) | 量測入射光被樣品散射後的光;拉曼訊號來自非彈性散射造成的頻率位移。 | 拉曼光譜、瑞利散射。 | D 屬此類,不宜歸入 emission。 |
不可將光譜簡化成只有「吸收」與「放射」兩類,更不可把所有非吸收光譜都稱為放射光譜。拉曼光譜雖然是在偵測器端量到離開樣品的光,但其物理機制是受入射光碟機動的非彈性散射;這與螢光或原子發射等由激發態衰變所產生的 emission 不同。若考題堅持 D,應理解為出題者可能想考「非吸收光譜」,但此題幹的 emission 用語不嚴謹。