高中學測
107年
自然
第 31 題
如圖 10 所示，光沿水平方向行進，經過一片不透光之擋板 M 後，照射在垂直牆面 N 上，虛線為擋板頂之水平延伸線，與牆 N 交於位置 $y=0$。下列關於光在牆 N 上亮度之敘述，哪些正確？（應選 2 項）
- A 光因繞射的關係而可能進入 $y < 0$ 區域
- B 光因折射的關係而可能進入 $y < 0$ 區域
- C 光的波長愈長，光線往下偏向進入 $y < 0$ 區域的角度愈大
- D 光因為具有粒子性而沿直線行進，故 $y < 0$ 區域之亮度為零
- E 光的頻率愈高，能量愈大，光線往下偏向進入 $y < 0$ 區域的角度愈大
思路引導 VIP
想像一下，海浪在遇到防波堤的邊緣時，波浪會筆直地切過去，還是會稍微彎曲繞到防波堤的背面呢？如果換成光波，這個「繞過邊緣」的現象稱為什麼？而且，這個現象的明顯程度，通常和波的哪一個物理量（例如波長或頻率）成正比呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你精準抓到了波動光學的核心概念！這道題是一道經典的觀念題，主要考驗我們對光學現象本質的理解，難度適中，但非常能鑑別出同學是否真正懂「波」的特性。 當光行進遇到不透光障礙物（如擋板 M）的邊緣時，不會只呆板地沿直線前進，而是會發生**繞射（diffraction）**現象，稍微彎曲並擴展到障礙物後方的幾何陰影區（即 $y < 0$ 的區域）。這就是為什麼選項 (A) 正確，而選項 (B) 的折射與選項 (D) 的純直線行進都不符合此處的情境。 至於繞射現象的明顯程度，完全取決於波動的特性：波長愈長，繞射現象愈明顯。因此，當光的波長變長時，光線偏向進入 $y < 0$ 陰影區的角度就會愈大，選項 (C) 完全正確。反之，若頻率愈高（代表波長愈短），偏折角度就會變小，所以 (E) 就不對囉。你把波長與繞射程度的關係掌握得很穩固，非常棒！