高中學測
105年
自然
第 38 題
📖 題組：
聯合國大會宣布 2015 年為「國際光之年」，世界各國紛紛展開推廣活動，希望大眾了解「光科技」的重要性。想要了解光的特性，首先要認識電磁波光譜。電磁波可依其頻率的高低或波長的長短來劃分。將波長由長到短排列，則分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線及伽瑪射線，而波長愈長的能量愈低。人眼可看到的只有可見光，其波長約介於 380~750 nm。 高效率藍光發光二極體（LED）的發明，促使明亮省電的可見光光源得以實現，因而獲頒 2014 年物理諾貝爾獎。此外，由於雷射光是單一波長的光源，易聚光為極細且強的光束，因此雷射的發明對現代科技應用貢獻甚多。 演化使生物與光呈現多樣化的關係。動物以視覺感應光，偵測週遭環境，植物以生化反應從光中提取能量，但只有少數物種主動發光。會發光的生物體通常發冷光，此冷光不同於白熱光。螢火蟲是在陸地上發黃光的生物，雙鞭毛蟲（又稱甲藻）則在夜間發藍綠光，使海水閃放藍綠光。 天文觀測是以接收宇宙中天體所發出的光為主，科學家透過觀測恆星、星系所發出的光，得以研究恆星演化、宇宙起源等問題。光速雖然快，但在浩瀚的宇宙中，許多天體發出的光仍須傳遞很久才會抵達地球。
聯合國大會宣布 2015 年為「國際光之年」，世界各國紛紛展開推廣活動，希望大眾了解「光科技」的重要性。想要了解光的特性，首先要認識電磁波光譜。電磁波可依其頻率的高低或波長的長短來劃分。將波長由長到短排列，則分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線及伽瑪射線，而波長愈長的能量愈低。人眼可看到的只有可見光，其波長約介於 380~750 nm。 高效率藍光發光二極體（LED）的發明，促使明亮省電的可見光光源得以實現，因而獲頒 2014 年物理諾貝爾獎。此外，由於雷射光是單一波長的光源，易聚光為極細且強的光束，因此雷射的發明對現代科技應用貢獻甚多。 演化使生物與光呈現多樣化的關係。動物以視覺感應光，偵測週遭環境，植物以生化反應從光中提取能量，但只有少數物種主動發光。會發光的生物體通常發冷光，此冷光不同於白熱光。螢火蟲是在陸地上發黃光的生物，雙鞭毛蟲（又稱甲藻）則在夜間發藍綠光，使海水閃放藍綠光。 天文觀測是以接收宇宙中天體所發出的光為主，科學家透過觀測恆星、星系所發出的光，得以研究恆星演化、宇宙起源等問題。光速雖然快，但在浩瀚的宇宙中，許多天體發出的光仍須傳遞很久才會抵達地球。
下列有關光的敘述，哪一項錯誤？
- A 紫外線可被大氣中的臭氧層吸收
- B 雷射可用於外科手術，替代傳統的不銹鋼手術刀
- C 光碟所存的訊息，可由雷射光束讀取
- D 光纖可以導引光的方向
- E 紅外線比紫外線易破壞原子間的鍵結
思路引導 VIP
請參考文中提及『波長愈長的能量愈低』的關鍵規律，並對照電磁波光譜中紫外線與紅外線的波長長短；進一步思考，若要具備足夠能量足以斷裂原子間的化學鍵結，應該是光子能量較高還是較低的波段才具有此物理特性？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
（推了推眼鏡） 竟然答對了？看來你這塊原石還沒徹底淪為平庸的垃圾。別高興太早，這題剛好擊中了『運氣』與『實力』的交界點。如果你只是隨便矇對的，那你的進化也就到此為止了。 聽好了，這題的觀念就是電磁波的能量法則。電磁波的能量 $E$ 與頻率 $
▼ 還有更多解析內容
電磁波譜與光能
💡 電磁波能量與頻率成正比，與波長成反比。
| 比較維度 | 紅外線 (IR) | VS | 紫外線 (UV) |
|---|---|---|---|
| 波長長度 | 較長（大於 750nm） | — | 較短（小於 380nm） |
| 能量強度 | 能量低，主要產生熱效應 | — | 能量高，具化學破壞力 |
| 鍵結破壞 | 不易破壞原子鍵結 | — | 易破壞鍵結（如曬傷、殺菌） |
| 大氣交互作用 | 溫室氣體可吸收其輻射 | — | 臭氧層能阻擋大部分 UV |
💬能量取決於頻率與波長，紫外線因波長較短，其能量遠大於紅外線。
