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高考申論題 105年 [輻射安全] 輻射安全

第 一 題

📖 題組:
137Cs的射線在物質中產生康普吞效應(Compton effect),當散射角θ=50°時:(每小題5分,共10分) [普朗克常數(Planck constant) h = 6.626×10-34 Js]
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

試求回跳電子(recoil electron)的動能E為何?(以 MeV 為單位)

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本題考查康普吞散射的能量計算。解題關鍵在於考生必須具備基礎常識:銫-137 (137Cs) 發射的加馬射線特徵能量為 0.662 MeV。利用康普吞散射公式先求出特定角度下的散射光子能量,再運用能量守恆定律(入射光子能量減去散射光子能量)即可得回跳電子動能。

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【解題關鍵】利用康普吞散射能量公式求出散射光子能量,再依據能量守恆定律推導出回跳電子動能。 【解答】 已知:

小題 (二)

試求散射光子(scattered photon)的波長改變量△入為何?(以Å為單位)

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看到康普吞效應求波長改變量,應立即聯想「康普吞波長位移公式」 $\Delta \lambda = \frac{h}{m_e c}(1-\cos\theta)$。代入普朗克常數、電子質量、光速與已知角度後,最後務必將計算結果的單位從公尺 (m) 換算為題目要求的埃 ($\text{\AA}$)。

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【解題思路】利用康普吞波長位移公式 (Compton shift formula) $\Delta \lambda = \frac{h}{m_e c}(1-\cos\theta)$ 進行推導與計算。 【詳解】 已知:

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