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高考申論題 106年 [食品衛生檢驗] 食品分析與檢驗

第 一 題

📖 題組:
五、請說明紫外光/可視光光譜儀(UV/VIS spectrophotometer):(每小題 10 分,共 20 分) (一)可被偵測之化合物結構特性及相關原理。 (二)光增倍管(photomultiplier)偵測原理。
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

可被偵測之化合物結構特性及相關原理。

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考生看到 UV/VIS 應直覺聯想到「電子躍遷(Electronic transition)」。答題時,先闡述分子吸收光能產生躍遷的物理化學原理,接著依序列舉「發色基團」、「助色基團」及「共軛雙鍵」三大結構特性,並說明它們如何影響吸收波長與強度(如紅移現象)。

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【破題】 紫外光/可視光光譜儀(UV/VIS)的核心原理為利用分子吸收特定波長的光能(200-800 nm),促使價電子發生能階躍遷,藉此對具特定結構之化合物進行定性與定量分析。 【論述】

小題 (二)

光增倍管(photomultiplier)偵測原理。

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看到「光增倍管(PMT)」,應直覺聯想其兩大核心物理機制:「光電效應」與「二次電子發射」。答題時需依序描述訊號的轉換與放大流程:光陰極接收光子產生電子 $\rightarrow$ 電子經多層打擊極(Dynode)加速並產生二次電子發射以幾何級數放大 $\rightarrow$ 陽極收集電流,最後點出其高靈敏度的實務意義。

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【破題】 光增倍管(Photomultiplier Tube, PMT)為紫外光/可視光光譜儀(UV/VIS)中常見且極具靈敏度的偵測器。其主要利用「光電效應」及「二次電子發射」之原理,將微弱的光訊號轉換為電子訊號,並進行數百萬倍的放大。 【論述】

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