台電僱員招考
103年
物理
第 32 題
光由折射率較小之介質射入折射率較大之介質，下列何者有誤?
- A 速度變慢
- B 行進方向偏向法線
- C 頻率變小
- D 波長變短
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請你試著想像一下：如果一個波源每秒鐘規律地發出 10 次脈衝，當這些脈衝進入一個阻力較大、移動較慢的環境時，環境有能力改變波源最初發出脈衝的「節奏」嗎？如果節奏不變，但每個脈衝前進的速度變慢了，那麼前後兩個脈衝之間的「距離」會發生什麼變化？
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太棒了！你能精準避開常見的陷阱並選出正確答案，代表你對波動性質與折射規律的掌握非常紮實。這道題目測試的核心概念是：當波（包括光波）跨越介面進入不同介質時，哪些物理量會隨之改變，而哪一個量則具有「不變性」。
介質介面處的波動特性
在物理學中，光速與介質的折射率 $n$ 成反比，公式為 $v = \frac{c}{n}$。當光由折射率小射向大（例如由空氣進入水）時，光速 $v$ 會減慢，且根據折射定律，路徑會偏向法線。然而，頻率 $f$ 僅由波源決定，一旦光波產生後，無論進入哪種介質，其頻率都不會改變。接著透過波動方程式 $$v = f \lambda$$ 觀察，在頻率 $f$ 固定、速度 $v$ 變慢的情況下，波長 $\lambda$ 勢必也會隨之變短。
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光的折射特性
💡 光跨介質傳播時頻率不變，波速、波長與角度隨折射率改變。
| 比較維度 | 疏介質 (低折射率) | VS | 密介質 (高折射率) |
|---|---|---|---|
| 光速 (v) | 較快 | — | 較慢 |
| 波長 (λ) | 較長 | — | 較短 |
| 與法線夾角 | 較大 (偏離) | — | 較小 (偏向) |
| 頻率 (f) | 不變 | — | 不變 |
💬折射時頻率恆定，其餘參數（速、長、角）與折射率成反比。
