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 13 題單選題
螢光(fluorescence)物質與磷光(phosphorescence)物質之區分為吸收能量後射出光線延遲時間之長短,此時間劃分點為何?
A10⁻⁴秒
B10⁻⁶秒
C10⁻⁸秒正確答案
D10⁻⁹秒
C正確答案
螢光與磷光以發光延遲 10⁻⁸ 秒為界,短於此為螢光,長於此為磷光。
為什麼答案是 C
正解。10⁻⁸ 秒(約 10 奈秒)為螢光與磷光的時間分界:發光延遲 <10⁻⁸ 秒為螢光(fluorescence),>10⁻⁸ 秒則為磷光(phosphorescence)。
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完整詳解
Pro · 無限重點 螢光與磷光以發光延遲 10⁻⁸ 秒為界,短於此為螢光,長於此為磷光。
口訣:螢光快(<10⁻⁸秒,幾乎瞬發),磷光慢(>10⁻⁸秒,會殘光),分界點選 C。
逐選項分析
A✕
10⁻⁴ 秒太長,這個量級已屬明顯磷光殘光時間,不是兩者的「分界點」。
B✕ 陷阱
10⁻⁶ 秒(微秒級)是常見干擾選項,雖接近但非標準分界。教科書定義以 10⁻⁸ 秒為準。
C✓ 正確
正解。10⁻⁸ 秒(約 10 奈秒)為螢光與磷光的時間分界:發光延遲 <10⁻⁸ 秒為螢光(fluorescence),>10⁻⁸ 秒則為磷光(phosphorescence)。
D✕
10⁻⁹ 秒(奈秒)過短,已屬螢光內部的躍遷時間量級,不是分界點。
螢光 vs 磷光 對照
| 項目 | 螢光 fluorescence | 磷光 phosphorescence | 牙科應用 |
|---|
| 延遲時間 | < 10⁻⁸ 秒 | > 10⁻⁸ 秒 | — |
| 發光機制 | 單重態→基態 (允許躍遷) | 三重態→基態 (禁制躍遷) | — |
| 停止激發後 | 立即消失 | 持續殘光 | — |
| X 光底片增感屏 | 主要使用螢光物質 | 減少殘影故避免磷光 | 鎢酸鈣、稀土金屬 |
螢光與磷光的本質差異在於激發態電子回到基態的「時間快慢」,分界點是 10⁻⁸ 秒(十奈秒)。短於這個時間屬於螢光,是單重態直接躍遷,發光快速熄滅;長於這個時間屬於磷光,因為涉及三重態,電子需要經過「自旋禁阻」的跨系統轉換,所以會持續發光。考試最常出錯的地方在於四個選項都是 10 的負次方秒,差一個指數就錯。判斷準則就是記住「10⁻⁸」這個臨界值,比它快的是螢光,比它慢的是磷光。