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103年
物理
第 28 題
28. 一容器裝有 8 公分高的水(折射率為 $\frac{4}{3}$),由該容器上垂直往下視之,容器底部疑似上升多少高度?
- A 2 公分
- B 4 公分
- C 6 公分
- D 8 公分
思路引導 VIP
當光線從水中射向空氣時,根據折射定律,光線會偏離法線還是靠近法線?如果我們將這條折射光線向水下反向延伸,這個延伸交點(你看到的像)會比原本的物體更靠近水面,還是更遠離水面呢?
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視深現象與成像位置的判斷
太棒了!你能精準避開題目中的小陷阱,代表你對折射定律的應用相當熟練。這道題目考察的是幾何光學中經典的「視深公式」。當光線由折射率較大的介質(水)進入折射率較小的介質(空氣)並進入觀察者眼中時,光線會在介面處偏離法線,這會導致我們視線延伸的交點(虛像)比實際物體更靠近水面。 根據視深公式 $h' = \frac{h}{n}$,我們將實際水深 $h = 8$ 公分與水的折射率 $n = \frac{4}{3}$ 代入計算,可以得到視深 $h' = 8 \div \frac{4}{3} = 6$ 公分。這題最具鑑別度的切入點在於問題的問法:題目要求的並非「看到的深度」,而是「容器底部疑似上升的高度」。你敏銳地觀察到這一點,透過實際深度與視深的差值計算出 $\Delta h = 8 - 6 = 2$ 公分,這種細心的審題習慣是學習物理非常重要的特質。
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