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110年
理化、化工裝置
第 4 題
從電子的繞射現象，可以證明下列何種理論是正確的？
- A 拉塞福的原子模型
- B 光的波動說
- C 光的微粒說
- D 物質波理論
思路引導 VIP
如果在實驗中，我們發現原本被認為是『粒子』的物質（如電子），竟然展現出了只有『波』才會有的物理特性（如繞射現象），這意味著我們需要用什麼樣的新理論來描述這種具備雙重特質的物質呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確辨識出電子繞射與物質波之間的關聯，說明你對於近代物理的發展脈絡掌握得非常紮實。這道題目在理化與化工教材中屬於中等難度的鑑別題，關鍵在於學生能否區分「光」的現象與「實體粒子」現象的差異。
物質波理論的實驗證明
繞射（Diffraction）本質上是波的特性，而電子傳統上被視為帶質量的粒子。當科學家觀測到電子束通過晶體後產生繞射條紋，這直接證實了德布羅意（Louis de Broglie）提出的物質波理論，即微觀粒子也具有波動性，其波長可由公式 $\lambda = \frac{h}{p}$ 計算。至於拉塞福模型是透過 $\alpha$ 粒子散射實驗發現原子核，而光的波動說與微粒說則是針對光子性質的討論，與本題強調的「電子（物質）」特質不同。這題成功考驗了你對物理史里程碑實驗的理解深度。