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普考申論題 106年 [衛生檢驗] 分析化學(包括儀器分析)概要

第 一 題

📖 題組:
二、請說明下列三個光譜法,並各舉一個所使用的相關儀器: (每小題說明 5 分,儀器 2 分,共 21 分) (一) 吸收光譜法(absorption spectroscopy) (二) 放射光譜法(emission spectroscopy) (三) 發光光譜法(photoluminescence spectroscopy)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

吸收光譜法(absorption spectroscopy)

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看到「吸收光譜法」,首先聯想物質吸收電磁波後能階躍遷的原理(基態至激發態),並點出其定量基礎為比爾-朗伯定律(Beer-Lambert Law)。接著,舉出最常見的儀器如紫外-可見光分光光度計(UV-Vis)或原子吸收光譜儀(AAS)來拿穩儀器分數。

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【破題】吸收光譜法係利用物質對特定波長電磁波之吸收特性,以進行定性與定量分析的分析技術。 【論述】 一、原理說明:當一特定波長的電磁輻射(入射光)通過待測樣品時,若光子能量恰好等於物質(原子或分子)由基態躍遷至較高能階的激發態所需之能量差(ΔE = hν),光子即被吸收,導致穿透樣品後的透射光強度減弱。

小題 (二)

放射光譜法(emission spectroscopy)

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看到「放射光譜法」,應立即聯想到待測物受非光學能量(如熱能、電能或化學能)激發至高能態後,自發性躍遷回低能態或基態所釋放出的光子。答題時須明確點出「激發源種類」與「發射光強度與濃度的關係」,並舉出常見的元素分析儀器如感應耦合電漿發射光譜儀(ICP-OES)以切中題意。

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【破題】放射光譜法(Emission spectroscopy)係測量待測物質吸收非輻射能量激發後,躍遷回低能態時所釋放之電磁波輻射的分析技術。 【論述】 一、激發機制:待測原子、離子或分子首先受到「非光學」的高能量源(例如:火焰的熱能、電弧/火花的電能,或感應耦合電漿的熱能)作用,使其外層電子由基態躍遷至較高的激發態。

小題 (三)

發光光譜法(photoluminescence spectroscopy)

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考生看到此題應先釐清「發光(Photoluminescence)」的物理機制,即物質先「吸收」光子躍遷至激發態,再以「輻射弛豫」釋放光子回到基態的過程,務必提及螢光與磷光的差異。最後舉出代表性儀器(如螢光分光光度計),並強調其因暗背景測量而具備高靈敏度的分析優勢。

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【破題】 發光光譜法(Photoluminescence spectroscopy)係指物質吸收特定波長的光子被激發至高能態後,於弛豫過程中釋放光子(發光)以回到基態,藉由測量發射光譜與強度來進行定性與定量分析的技術。 【論述】

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