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)113 年第 69 題單選題
光電倍增管中能吸收可見光,並放出光電子的元件是下列何者?
A矽化脂(silicon grease)
B陽極(anode)
C二次發射極(dynode)
D光陰極(photocathode)正確答案
D正確答案
光電倍增管(PMT)中,光陰極(photocathode)負責吸收可見光並透過光電效應放出光電子,是訊號轉換第一站。
為什麼答案是 D
光陰極(photocathode)塗有光敏材料,當可見光(來自閃爍晶體)入射時,藉光電效應吸收光子並放出光電子,是PMT訊號轉換的第一站,故為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 光電倍增管(PMT)中,光陰極(photocathode)負責吸收可見光並透過光電效應放出光電子,是訊號轉換第一站。
「光」進來打在「陰極」上→放出電子,記住photocathode = 光的入口。
逐選項分析
A✕
矽化脂(silicon grease)是用來耦合閃爍晶體與PMT光窗的光學接合介質,減少光的反射與散射,並非吸收光放出電子的元件。
B✕
陽極(anode)位於PMT最末端,負責收集經過倍增放大的電子並輸出電流訊號,是訊號的「終點」而非吸收光線的起點。
C✕ 陷阱
二次發射極(dynode)負責電子的「倍增放大」,每打到一個dynode就釋放多個二次電子,但它放出的是電子撞擊產生的二次電子,並非吸收可見光。易與光陰極混淆。
D✓ 正確
光陰極(photocathode)塗有光敏材料,當可見光(來自閃爍晶體)入射時,藉光電效應吸收光子並放出光電子,是PMT訊號轉換的第一站,故為正解。
光電倍增管(PMT)各元件功能
| 元件 | 位置 | 功能 | 訊號形式 |
|---|
| 光陰極 photocathode | 最前端 | 吸收可見光放出光電子 | 光→電子 |
| 二次發射極 dynode | 中段(多個) | 電子倍增放大 | 電子→更多電子 |
| 陽極 anode | 末端 | 收集電子輸出電流 | 電子→電流訊號 |
| 矽化脂 silicon grease | 晶體與光窗間 | 光學耦合 | 減少光損失 |
本題最容易選C(dynode)。dynode確實會「放出電子」,但它放出的是被電子撞擊產生的二次電子(倍增放大用),而非吸收「可見光」。能吸收光並放出光電子的只有最前端的光陰極(photocathode)。