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地特三等申論題 111年 [環境檢驗] 儀器分析

第 一 題

📖 題組：
請回答下列問題： (一)說明下列熱分析法：熱重測定法（Thermogravimetry Analysis, TGA）、差式熱分析法（Differential Thermal Analysis, DTA）。（10 分） (二)掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）和電子微探針（Electron Microprobe, EMP）對固體研究的多元性是來自於電子束與固體作用所產生的各種不同訊號，請說明之。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

說明下列熱分析法：熱重測定法（Thermogravimetry Analysis, TGA）、差式熱分析法（Differential Thermal Analysis, DTA）。（10 分）

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看到熱分析法的比較，首先應釐清各技術「測量的物理量」為何：TGA 測量的是「質量（Mass）」，而 DTA 測量的是「溫度差（ΔT）」。作答時應從物理化學原理出發，分別敘述其量測變數、儀器核心構造，以及所能感測的微觀/宏觀化學反應現象（如相變、熱分解），最後可點出兩者聯用的互補性。

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【破題】熱分析法係指在受控的溫度程式下，量測物質特定物理性質隨溫度或時間改變的技術，TGA 與 DTA 分別以「質量」與「熱焓（溫差）」為感測標的。 【論述】 一、熱重測定法（Thermogravimetry Analysis, TGA）

小題 (二)

掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）和電子微探針（Electron Microprobe, EMP）對固體研究的多元性是來自於電子束與固體作用所產生的各種不同訊號，請說明之。（10 分）

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解題核心在於將高能電子束與固體樣品的交互作用分為「彈性碰撞」與「非彈性碰撞」，藉此引出不同作用深度的激發產物。作答時需條列各訊號（如二次電子、背向散射電子、特徵X射線等），並精確連結該訊號的物理本質與其在顯微影像或元素微探分析中的具體功能。

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【破題】高能入射電子束（Primary Electron Beam）轟擊固體樣品時，會與樣品原子的原子核或核外電子發生「彈性散射」與「非彈性散射」，激發出多種攜帶樣品微觀資訊的物理訊號，從而賦予 SEM 與 EMP 形貌觀察與化學分析的多元能力。 【論述】 一、 非彈性碰撞產生之訊號：

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