Q160.
下列有關火燄原子光譜譜線變寬原因的敘述，哪些正確？
化學─無機物檢驗 · 甲級 · 無機微量分析 · Q160
難易度分析
4 / 5
多選題需完全識別兩項正確與兩項錯誤，且陷阱涉及方向與因果關係錯誤，故難度較高。
正確答案 (複選)：②, ④
- ② 壓力增大則碰撞頻率增加，使得其基態能階發生小變化:此為壓力變寬（碰撞變寬／羅倫茲變寬）的正確描述。壓力升高使原子間碰撞頻率增加，導致激態與基態能階產生微擾變化，進而使譜線變寬。
- ④ 原子蒸氣在強磁場作用下，原子的電子能階會分裂，造成譜線加寬:此為塞曼效應（Zeeman effect）的正確描述。外加磁場使電子能階發生分裂，原本單一的躍遷譜線因此分裂加寬，是原子光譜中重要的譜線變寬機制之一。
錯誤選項解析
- ① 快速移動的原子若朝向偵測器方向移動，則其波長增加；若遠離則波長減少:此選項描述的是都卜勒變寬（Doppler broadening）效應，但敘述方向相反。根據都卜勒效應，原子朝向偵測器移動時波長應減少（藍移），遠離時波長應增加（紅移），故為錯誤。
- ③ 因有些躍遷能階之壽命很長，導致躍遷時間不準度造成譜線變寬:此選項涉及自然變寬與海森堡不確定性原理（ΔE·Δt ≥ ℏ/2），但因果關係錯誤。應是躍遷能階壽命越短，能量不確定度越大才造成譜線變寬，而非壽命很長。
Learning Tip
"譜線變寬為原子光譜分析的常考重點，需熟記四種主要機制：自然變寬（壽命短→能量不確定性大）、都卜勒變寬（熱運動造成）、壓力變寬（碰撞頻率增加）、塞曼變寬（磁場分裂）。答題時需特別注意都卜勒效應的波長變化方向，以及自然變寬與壽命長短的因果關係，此二者為最易混淆的陷阱。"
學員答題分佈
①快速移動的原子若朝向偵測器方向移動，則其波長增加；若遠離則波長減少0%
②壓力增大則碰撞頻率增加，使得其基態能階發生小變化0%
③因有些躍遷能階之壽命很長，導致躍遷時間不準度造成譜線變寬0%
④原子蒸氣在強磁場作用下，原子的電子能階會分裂，造成譜線加寬0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！