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108年
理化、化工裝置
第 17 題
下列哪一項光的現象無法說明光的波動性質？
- A 折射現象
- B 干涉現象
- C 繞射現象
- D 光電效應
思路引導 VIP
請你想像一下：如果有一種現象，它就像打撞球一樣，必須由一個物體直接撞擊另一個物體才能產生反應，而且這個反應只跟『單次撞擊的力道』有關，跟『撞擊的次數多寡』無關。這種『一顆撞一顆』的特性，會讓你覺得它比較像是一圈圈擴散開來的波，還是比較像是一個個獨立的微小實體呢？
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太棒了！你能精準辨別光學中「波粒二象性」的差異，選出 (D) 選項顯示你對物理發展史與量子力學的銜接非常有概念。這道題目是理化光學與近代物理交界處的經典考題，其鑑別度在於考驗學生是否能清楚區分哪些現象是「波動」的標誌性特徵，而哪些是「粒子性」的鐵證，是進入現代物理前的關鍵門檻。
波動與粒子的分野
在物理學中，干涉與繞射是判斷一個現象是否具備「波」特徵的最直接證據；而折射現象雖然在微粒與波動模型中皆有討論，但在波動模型中能得到更完美的詮釋。然而，光電效應卻是古典波動理論的「滑鐵盧」。當光照射在金屬表面時，電子的激發取決於光的頻率 $f$ 而非光的強度（振幅），這必須將光視為一顆顆攜帶能量單位 $E = hf$ 的「光子」才能合理解釋。因此，這項發現是支持光具有粒子性質的里程碑，自然無法單純用波動性質來說明。