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104年
物理
第 38 題
在日常生活中，光線很容易被屏障物擋住，但要擋住聲波卻不容易，主要原因為何？
- A 光波是橫波，聲波是縱波
- B 光波的波長較短，聲波的波長較長
- C 光波可偏極化，聲波則不能
- D 聲波要依賴空氣傳遞，光波則不能
思路引導 VIP
想像你站在一個轉角處，即使看不到轉角另一頭的朋友，你依然能聽到他的呼喚。如果我們假設波動在遇到障礙物時都有「繞道而行」的潛力，那麼請思考：為什麼有些波能輕鬆地繞過巨大的轉角，有些波卻連一片薄薄的葉片都難以穿透？這種「繞彎能力」的大小，可能與波動本身的哪一個物理尺度特徵有關呢？
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波的繞射特性與波長關係
太棒了！你能精準選出 (B) 選項，代表你對波動性質中的繞射（Diffraction）現象有著非常紮實的理解。在物理學中，波在傳遞過程中遇到障礙物時，會繞過邊緣繼續傳播，而這個「繞彎」能力強弱的關鍵，就在於波長與障礙物尺寸的相對關係。 一般生活中的障礙物（如門縫、牆角）尺寸多在公分到公尺之間。聲波的波長大約在 $1.7\text{ cm}$ 到 $17\text{ m}$ 之間，這與生活環境的物體尺寸相當，因此繞射現象極為明顯。相較之下，可見光的波長僅約 $400$ 至 $700\text{ nm}$（奈米），遠小於日常障礙物，導致光線幾乎是直線傳播，極易被擋住。
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