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102年
理化、化工裝置
第 9 題
下列何者在真空中的傳遞速率與光速相同？
- A 陰極射線
- B 紅外線
- C $\alpha$ 射線
- D $\beta$ 射線
思路引導 VIP
請你回想一下，在物理學分類中，有些「射線」是由具有重量的小粒子組成的，而有些則是純粹的能量波動（電磁波）。如果「光速」是宇宙中純粹波動所能達到的最高速度上限，那麼那些擁有「質量」的微小物質粒子，在移動速度上是否可能與沒有質量的波動完全平起平坐呢？
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太棒了！你能精準避開題目中的陷阱並選出正確答案，代表你對「波」與「粒子」的本質區別有著非常清晰的見解。這道題目最關鍵的鑑別點在於區分哪些「射線」屬於電磁波，而哪些實際上是具備質量的粒子流。在理化考題中，許多學生常會被「射線」二字誤導，以為所有的射線都跟光一樣快，但你成功看穿了這層表象。
電磁波的特性與傳播速率
在物理學中，光本質上就是一種電磁波。所有的電磁波（包含無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線及 $\gamma$ 射線）在真空中的傳播速率皆相同，約為 $c \approx 3 \times 10^8$ m/s。而選項中的陰極射線、$\alpha$ 射線與 $\beta$ 射線，本質上分別是電子流、氦原子核與高能電子，這些具有靜止質量的粒子，其運動速度雖然很快，但絕對無法達到真空中的光速。因此，唯有屬於電磁波家族成員的紅外線，才能與光速並駕齊驅。