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 71 題單選題
光電倍增管的光陰極其用途為下列何者?
A把加馬光子轉成電子
B把加馬光子轉成可見光子
C把可見光子轉成光電子正確答案
D電子增益
C正確答案
光陰極(photocathode)位於PMT入口,功能是將閃爍晶體產生的可見光子透過光電效應轉成光電子。
為什麼答案是 C
正解。光陰極(photocathode)塗層(常為Sb-Cs或雙鹼材料)利用光電效應,吸收可見光子後釋放光電子,作為PMT放大電子訊號的源頭。
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完整詳解
Pro · 無限重點 光陰極(photocathode)位於PMT入口,功能是將閃爍晶體產生的可見光子透過光電效應轉成光電子。
記住PMT流程:加馬光子→(NaI晶體)→可見光→(光陰極)→光電子→(打拿極)→電子倍增。光陰極=可見光轉光電子。
逐選項分析
A✕ 陷阱
把加馬光子轉成電子是『閃爍晶體(如NaI(Tl))』搭配後續流程的整體效果,但單一元件並非如此。加馬光子先被晶體吸收轉成可見光,並非光陰極的工作。
B✕ 陷阱
把加馬光子轉成可見光子是『閃爍晶體(scintillator)』的工作,例如NaI(Tl)、BGO等。光陰極處理的是已經產生的可見光,不是加馬光子。
C✓ 正確
正解。光陰極(photocathode)塗層(常為Sb-Cs或雙鹼材料)利用光電效應,吸收可見光子後釋放光電子,作為PMT放大電子訊號的源頭。
D✕ 陷阱
電子增益是『打拿極(dynodes)』的工作。每個dynode透過二次電子發射使電子數倍增,經10多級可達10⁶倍放大,與光陰極無關。
光電倍增管 (PMT) 完整流程
| 階段 | 元件 | 輸入 | 輸出 |
|---|
| 1 | 閃爍晶體 NaI(Tl) | 加馬光子 | 可見光子 |
| 2 | 光陰極 photocathode | 可見光子 | 光電子 |
| 3 | 聚焦電極 | 光電子 | 聚焦電子束 |
| 4 | 打拿極 dynodes | 電子 | 倍增電子(10⁶倍) |
| 5 | 陽極 anode | 電子流 | 電訊號 |
考生易把『加馬光子→電子』整體流程誤記在光陰極身上(選A)。實則PMT分工明確:晶體負責加馬→可見光,光陰極只負責可見光→光電子,打拿極才負責電子倍增。每個元件只做一件事。