專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 10 題單選題
下列何者為特性X光(characteristic X-rays)產生的方式?
A當內層軌域產生電子空洞,外層軌道電子遞補後,能階差以光子形式釋出正確答案
B當內層軌域產生電子空洞,外層軌道電子遞補後,能階差游離外層軌道電子
C入射電子受原子核電場影響而減速轉向,其動能轉換成光子能量釋出
D入射電子撞擊原子核,使原子核裂解而釋放出能量
A正確答案
特性X光來自內層電子空洞被外層電子遞補時,能階差以光子形式放出。
為什麼答案是 A
正確。入射電子撞出內層(如K層)電子形成空洞,外層電子(L、M層)遞補時,兩能階差以光子形式釋出,即為特性X光。因能階差固定,光子能量具該元素特性。
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完整詳解
Pro · 無限重點 特性X光來自內層電子空洞被外層電子遞補時,能階差以光子形式放出。
看到「內層空洞→外層遞補→放光子」直接選,這是特性X光經典定義。
逐選項分析
A✓ 正確
正確。入射電子撞出內層(如K層)電子形成空洞,外層電子(L、M層)遞補時,兩能階差以光子形式釋出,即為特性X光。因能階差固定,光子能量具該元素特性。
B✕ 陷阱
錯誤。此為「歐傑電子(Auger electron)」產生方式:能階差不以光子釋出,而是游離另一外層電子。與特性X光為競爭過程,高原子序偏好放光子,低原子序偏好歐傑。
C✕ 陷阱
錯誤。此為「制動輻射(bremsstrahlung)」:入射電子經原子核庫侖場減速轉向,動能轉為連續能譜光子。X光管產生的連續光譜即此機制,與特性X光的線狀光譜不同。
D✕
錯誤。診斷用X光能量(keV 等級)遠不足以使原子核裂解,此描述接近核反應而非X光產生機制,屬常識性排除選項。
X光產生機制對照
| 機制 | 起因 | 能譜 | 選項 |
|---|
| 特性X光 | 內層空洞被外層電子遞補 | 線狀(離散) | A |
| 制動輻射 | 電子受核電場減速轉向 | 連續 | C |
| 歐傑電子 | 能階差游離外層電子(非光子) | 離散電子 | B |
B 選項是歐傑電子的定義(放電子),C 選項是制動輻射(放連續光子),兩者與特性X光(放離散光子)常一起考。關鍵在於「能階差以什麼形式釋出」:光子→特性X光;電子→歐傑。