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 2 題單選題
電腦放射攝影(CR)必須使用雷射(laser)讀取影像,雷射光的功能為:
A提供能量給在束縛帶(conduction band)的電子,使電子能到達傳導帶(valence band)
B增加傳導帶(valence band)電子的動能,產生更多的二次電子(secondary electron)
C提供能量給在暫穩態(metastable state)的電子,使電子能到達傳導帶正確答案
D進行硬拷貝(hard-copy)
C正確答案
CR 影像板 (PSP) 經 X 光照射後,電子被困在暫穩態能階;雷射光提供能量讓電子躍遷到傳導帶,回落時放出可見光被光電倍增管讀取。
為什麼答案是 C
正解!X 光使 PSP 板(含 BaFBr:Eu²⁺)電子被捕獲於暫穩態(F-center);雷射光(紅光約 633nm)提供能量使電子躍升到傳導帶,再回到基態時放出藍紫光(約 400nm),由 PMT 接收成像。
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完整詳解
Pro · 無限重點 CR 影像板 (PSP) 經 X 光照射後,電子被困在暫穩態能階;雷射光提供能量讓電子躍遷到傳導帶,回落時放出可見光被光電倍增管讀取。
關鍵字:CR 雷射 = 釋放被困電子。記住「暫穩態 → 傳導帶 → 發光」三步驟即可秒選 C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
名詞英文偷換陷阱!conduction band 是「傳導帶」不是「束縛帶」,valence band 才是「價帶」。且 X 光曝光時電子已從價帶激發,雷射作用對象是被困住的電子,非價帶電子。
B✕
二次電子是 X 光與物質作用產生的概念,與 CR 雷射讀取無關。CR 讀取是利用光激發發光(PSL),不是動能傳遞或產生二次電子。
C✓ 正確
正解!X 光使 PSP 板(含 BaFBr:Eu²⁺)電子被捕獲於暫穩態(F-center);雷射光(紅光約 633nm)提供能量使電子躍升到傳導帶,再回到基態時放出藍紫光(約 400nm),由 PMT 接收成像。
D✕
硬拷貝(hard-copy)指將數位影像列印成實體底片,是輸出階段使用的雷射印表機,與 CR 影像板讀取階段的雷射功能完全不同,混淆讀取與輸出兩個流程。
CR 成像三階段與雷射角色
| 階段 | 作用 | 電子狀態變化 | 光的角色 |
|---|
| ①X 光曝光 | 潛影形成 | 價帶 → 暫穩態被困 | X 光提供激發能 |
| ②雷射讀取 | 釋放潛影 | 暫穩態 → 傳導帶 → 基態 | 雷射光(紅)激發 |
| ③PMT 偵測 | 光電轉換 | 電子回落放光 | PSP 發藍紫光 |
| ④抹除 | 板子重置 | 殘留電子清空 | 強白光照射 |
CR 讀取機制的核心是「雷射光讓電子從暫穩態躍遷到傳導帶,回落時放出可見光」。考選部最愛在能帶名詞動手腳:把 conduction band(傳導帶)跟 valence band(價帶)的中文對調,或創造「束縛帶」這種不存在的術語。判斷關鍵是記住物理邏輯:電子必須先躍遷到「可自由移動的傳導帶」才能回落發光,如果選項說躍遷到價帶或束縛帶就違反基本原理。另一個陷阱是混淆「雷射的作用時機」,雷射是在讀取階段激發電子,不是曝光階段也不是輸出階段,看到「雷射用於成像輸出」就是錯的。