高考申論題
105年
[化學工程] 儀器分析
第 一 題
📖 題組：
請回答下列問題：
請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
請說明單光束（Single-beam）與雙光束（Double-beam）吸收光譜儀的儀器構造差異並比較兩者優缺點。（15 分）
思路引導 VIP
看到本題，應先在腦海中建構光子在儀器內部的傳遞路徑。單光束僅有一條物理光路，需手動替換空白與樣品；雙光束則利用切光器（Chopper）或分束器（Beam splitter）將光分為樣品與參考兩道光路。接著，從此「光學構造差異」推導出光子通量（能量損耗）、光源強度波動的即時補償能力，以及全波長掃描的便利性，以此作為優缺點比較的切入點。
小題 (二)
雙光束吸收光譜儀可分為時間上雙光束（Double-beam-in-time）與空間上雙光束（Double-beam-in-space）。請說明兩者儀器構造上的主要差異。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題應先回想雙光束光譜儀的設計目的（消除光源與環境波動的干擾），並從「光束分離機制」與「偵測器數量」兩個核心物理構造切入。時間上雙光束強調利用旋轉截光器交替引導光線至單一偵測器；空間上雙光束則利用分光鏡將光分為兩道，由兩個匹配的偵測器同時接收。
小題 (三)
單光束吸收光譜儀可分為單通道（Single-channel）與多通道（Multichannel）儀器。請說明兩者儀器構造上的主要差異。（10 分）
思路引導 VIP
作答時應從「光學佈局（分光器位置）」與「訊號轉換（偵測器種類）」兩個物理基礎切入。單通道側重於機械掃描與逐一波長的光子計數；多通道則需強調全波長同時激發、空間色散以及陣列偵測器的並行截取機制。