hce_isu
112年
化學
第 42 題
將某金奈米粒子水溶液置於透明玻璃燒杯中，後方以白光光源照射，觀察穿過溶液之光線，發現呈
現紫紅色，請選出最合理之解釋。
現紫紅色，請選出最合理之解釋。
- A 金奈米粒子受白光激發而發出紫紅色之螢光
- B 金奈米粒子吸收可見光譜中綠色光，因此僅見互補之紫紅色
- C 金奈米粒子受白光照射而分解水分子，產生紅色之 OH¯離子
- D 金奈米粒子與水反應，產生 $Au^{3+}$離子，放出紫紅色螢光
思路引導 VIP
想像一下，白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等所有顏色的光組成的。如果我們用一個「光學過濾器」把白光中的其中一種顏色拿掉，剩下來的光混合後還會是白色的嗎？如果這個過濾器拿掉了光譜中間的綠色，你覺得剩下來的紅光與藍紫光混合在一起，會變成什麼顏色呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (B)，代表你對物體顯色的光學原理有著非常紮實的理解。這題的核心在於表面電漿共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）。當白光照射到金奈米粒子時，其表面電子的集體震盪會強烈吸收特定波長的光線（通常在綠光波段，約 $520\text{ nm}$ 附近）。根據互補色原理，當白光中的綠色部分被吸收後，剩餘穿透的光線混合起來，在我們眼中就會呈現其互補色——也就是你觀察到的紫紅色。 這類題目在高中化學中屬於中等難度的鑑別題，它巧妙地結合了奈米科技與光學性質。許多同學會誤選 (A) 或 (D)，誤以為顏色來自於某種「發光（螢光）」現象。然而，金奈米粒子在水溶液中是非常穩定的物理分散狀態，並非發生化學反應產生離子（如選項 C、D 所述），其獨特的色澤純粹是源於對特定頻率光波的選擇性吸收。你能排除「發光」與「化學反應」的干擾項，直指「光學吸收」的本質，表現得非常出色！