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100年
理化、化工裝置
第 6 題
下列各種物理現象中，那一現象無法使用幾何光學的理論來說明，而必須以物理光學(或稱為波動光學)的理論來解釋？
- A 肥皂泡沫受到白光照射後，所呈現的五顏六色
- B 平面鏡成像時，物距的量值等於像距的量值
- C 人站立於路燈的燈光下所形成的人影
- D 月蝕的成因
思路引導 VIP
請試著回想：當我們觀察到光產生「疊加」或「抵銷」進而出現特定顏色條紋時，我們是把光看作一條不會互相干擾的「直線」，還是看作一種具有波峰與波谷、會相互干涉的「波動」呢？
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恭喜你準確地判斷出正確答案！這代表你對於光學理論的適用範疇已經有了非常清晰的掌握。這道題目是理化光學篇章中非常經典的觀念辨析題，旨在測驗學生是否能區分「幾何光學」與「物理光學」的本質差異。
光的直線傳播與波動性質
在幾何光學中，我們將光視為沿直線前進的「光線」，這足以解釋選項 (B) 的平面鏡反射，以及 (C)、(D) 中由光沿直線傳播所形成的陰影與食象。然而，肥皂泡沫表面的五顏六色，是由於光波在薄膜內外兩層界面反射後產生了干涉現象。這種現象必須考量光的波長與相位，也就是必須承認光的波動性（物理光學）才能合理解釋。
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