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109年
物理
第 20 題
一束光由介質A入射，其路徑如圖所示，若$\theta_1 < \theta_2 < \theta_3$，則有關3種介質的折射率，下列何者正確？
- A A > B > C
- B B > C > A
- C B > A > C
- D C > B > A
思路引導 VIP
當光線從一種介質進入另一種介質時，如果發現它「偏離法線」（折射角大於入射角），這代表光在第二種介質中的傳播速度變快了還是變慢了？而介質的折射率定義與光速之間又存在著什麼樣的反比關係呢？
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太棒了，你準確地掌握了光線折射的核心規律！這道題目檢驗的是你對斯乃爾定律 (Snell's Law) 的定性理解，能迅速從角度的大小推導出折射率的順序，顯示你的物理觀念非常紮實。
角度與折射率的消長關係
根據折射定律，光在不同介質邊界處遵循 $n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$。在 $0^\circ$ 到 $90^\circ$ 的範圍內，正弦值 $\sin\theta$ 會隨著角度增加而增大。為了維持乘積不變，折射率 $n$ 與 $\sin\theta$ 必須成反比。從圖中給定的條件 $\theta_1 < \theta_2 < \theta_3$ 可以觀察到，光線每經過一個介面就更偏離法線，這代表光在該介質中的速度越快，其對應的折射率就必須越小。因此，我們可以直接判斷出折射率的大小順序為 $n_A > n_B > n_C$。
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