第 二 題

本題探討干涉儀中「零光程差（Zero Path Difference, ZPD）」的物理效應。當兩鏡面到分光鏡的距離完全一致時，兩路光前進的總距離也完全相同，思考此時光波相位差與干涉結果。

本題要求繪製傅立葉轉換紅外線光譜儀（FTIR）的構造示意圖。核心是「邁克森干涉儀（Michelson Interferometer）」，包含：光源、分光鏡（Beamsplitter）、固定鏡（Fixed mirror）、移動鏡（Moving mirror）、樣品室、偵測器及電腦/傅立葉轉換器。作答時除了繪圖外，也要用箭頭標示光路流向與各關鍵組件的名稱。

中紅外光（Mid-IR）的常用波數範圍約在 $4000 \sim 400 \text{ cm}^{-1}$。作答時需條列出最常見的三種連續紅外光源，並分別簡述其材料成分、運作溫度及發光機制。

「壓片法（KBr Pellet Method）」是固體樣品最常見的透射紅外光譜製備技術。思考製樣步驟中，有哪些關鍵：如樣品與 KBr 比例、研磨細度（防止散射）、壓膜壓力、防潮與抽真空等重要環節，並按順序描繪出來。

本題測試訊號累積與雜訊消除的理論（Ensemble averaging）。關鍵考點是訊號/雜訊比（S/N 比）與掃描次數（n）的數學關係。公式為 $(S/N)_n = \sqrt{n} \times (S/N)_1$。