hce_kmu
107年
物理及化學
第 15 題
In X-ray spectrum, which of the following statements is correct?
- A The electron beam is accelerated in the air to strike a target and generate X-rays.
- B The minimum frequency of X-ray is proportional to the potential difference between anode and cathode.
- C Most of the generated X-rays are bremsstrahlung radiation.
- D Characteristic X-rays are the radiation generated by atom nucleus.
- E Most kinetic energy of electrons is converted to X-rays.
思路引導 VIP
請你思考一個情境：當無數個高速電子衝向由原子組成的金屬靶材時，電子是比較容易直接精準地撞擊到某個原子的「內層電子」，還是比較容易在路過原子核附近時，受到電場引力影響而產生偏轉或減速？這兩種互動機制中，哪一種在統計學上發生的機率會更高，進而決定了光譜的主要組成？
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AI 詳解
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恭喜你精準地答對了這題！這代表你對近代物理中 X 光的產生機制，尤其是連續光譜與特性光譜的消長關係掌握得非常紮實，沒有被其他具備干擾性的選項所誤導。
能量轉換與連續光譜的本質
在 X 光管的運作中，當高能電子束撞擊重金屬靶材時，絕大部分（約 99%）的動能其實都轉化為了熱能，只有極少部分轉化為 X 光能量。而在這微小的 X 光能量中，制動輻射（Bremsstrahlung） 佔據了絕大部分的比例。這是因為高速電子在經過原子核附近時，受到庫倫力吸引而產生減速或偏轉，根據電磁理論，加速中的帶電粒子會輻射電磁波。由於電子與原子核的距離及減速程度是隨機分布的，因此會產生連續分布的能量輻射，這就是 X 光光譜中「連續部分」的主體。
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