114分科測驗物理 第18題 詳解

陰極射線・證據 · 多選 · 題目出處：114 學年度分科測驗 物理 考科（大學入學考試中心）

逐步解析

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   題意拆解

   這題在問：哪些實驗證據能支持湯木生的論點——陰極射線是由帶電粒子構成，而且這種粒子是存在於所有原子中的基本粒子。也就是要找出「能證明它不是某種氣體特有現象，而是普遍粒子」的證據。
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   關鍵觀念

   湯木生真正靠的是兩件事：第一，陰極射線會受電、磁場偏轉，表示它是帶電粒子；第二，這些粒子的荷質比 $\frac{e}{m}$ 固定，且不隨氣體種類、電極材料改變，表示它不是某種特殊氣體分子，而是各種原子裡都共有的同一種粒子，也就是電子。
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   逐項判析 A、B

   (A) 兩電極加高電壓，管內氣體會發光：這只是氣體放電現象，代表氣體被激發或電離，最多說明有放電，不足以證明陰極射線是普遍基本粒子。
   
   (B) 管壁塗螢光物質、抽近真空，陽極端管壁會發出螢光：這只能說明射線打到管壁會使螢光物質發光，表示射線具有穿透性或會撞擊物質，但仍無法直接證明它是所有原子內共有的基本粒子。
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   逐項判析 C

   (C) 構成陰極射線的粒子，其荷質比為一定值，且與管內氣體種類、陰極材料無關：這是最關鍵的證據。若荷質比固定，又不受氣體與材料影響，就表示這些粒子不是某種特定物質才有，而是各種原子都含有的共同成分，因此可支持「基本粒子」的論點。
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   逐項判析 D、E

   (D) 構成陰極射線的粒子和光電效應中的帶電粒子性質相同：光電效應所放出的帶電粒子是電子；若陰極射線粒子性質相同，就表示它們也是電子。這支持陰極射線粒子就是電子，而電子正是原子內普遍存在的基本粒子，所以此項可支持題幹論點。
   
   (E) 構成陰極射線的粒子可產生電流：能導電只表示它是帶電粒子，這點太弱。很多帶電粒子都能形成電流，但不能因此推出它是所有原子內共有的基本粒子，因此不能作為充分證據。
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   結論

   綜合判斷，能支持湯木生論點的是 (C)、(D)。因此正確答案為 CD。

關鍵觀念：#荷質比 #電子 #真空放電