光子與介質之交互作用，於下列何種情況，最易產生合調散射（ coherent scattering ）？

本題觀念：

本題考查合調散射（coherent scattering），又稱 Rayleigh 散射（Rayleigh scattering）或彈性散射（elastic scattering），其發生機率與光子能量及介質原子序的關係。了解此互作用形式的發生條件，是醫事放射師輻射物理的基礎考點。

選項分析

合調散射的發生機率（截面）正比於： $\sigma_{\text{coherent}} \propto \frac{Z^2}{E^2}$

即：原子序（Z）越高、光子能量（E）越低，合調散射越容易發生。

(A) 低能量光子，低原子序介質 → 錯誤。低能量有利，但低原子序不利。兩者綜合效果不如選項 (D)。

(B) 高能量光子，高原子序介質 → 錯誤。高能量光子反而抑制合調散射（能量高時 Compton 散射或光電效應佔主導）。

(C) 高能量光子，低原子序介質 → 錯誤。高能量 + 低原子序，兩個條件都不利於合調散射。

(D) 低能量光子，高原子序介質 → 正確。低能量光子（<10 keV）搭配高原子序介質（如鉛、鋇），截面 $\propto Z^2/E^2$ 最大，最容易產生合調散射。

答案解析

正確答案為 (D)。

**合調散射（Rayleigh scattering）的機制：

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