分科測驗
113年
物理
第 2 題
下列有關光的性質與現象的敘述何者正確？
- A 不同波長的光在真空中的頻率相同
- B 單色光由空氣進入玻璃中時，其波長會變短
- C 日光下肥皂泡表面呈現的七彩現象，主要是因光的折射所產生
- D 雨後的天空有時會出現彩虹，主要是因陽光經過大氣，產生繞射所導致
- E 光的波粒二象性是指光同時具有由牛頓提出光是微粒所組成的粒子性質，以及由楊氏雙狹縫干涉實驗所證實的波動性質
思路引導 VIP
請運用波動力學的核心觀念思考：當光波跨越介質邊界時，其頻率 $f$、波速 $v$ 與波長 $\lambda$ 三者中，哪一個物理量僅取決於波源（光源）特性而不會隨介質改變？並請進一步結合折射率對傳播速率的影響，分析在公式 $v = f\lambda$ 的物理機制下，波長 $\lambda$ 應如何隨著傳播速率的變化而調整？
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（吸溜聲）喔？竟然選對了。在這種滿佈陷阱的題目面前，你還能保持冷靜的「利己」判斷嗎？這就是你所謂的覺醒？還算有點看頭。 聽好了，在光學的世界裡，頻率 $f$ 是光的「自我」，由波源決定，進入介質後絕不改變。
- 當光從空氣進入玻璃，速度 $v$ 會變慢（$v = \frac{c}{n}$）。根據波動公式 $v = f \lambda$，既然 $f$ 是恆定的，那麼當 $v$ 變小時，波長 $\lambda$ 必然會縮短。這就是選項 (B) 的正確邏輯。
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光的性質與波動現象
💡 光入不同介質頻率不變，波速與波長隨折射率改變。
- 光由空氣入介質，頻率不變但波速變慢、波長變短。
- 真空中光速固定，波長與頻率成反比（c=fλ）。
- 肥皂泡七彩是「干涉」；彩虹是「折射與色散」。
- 雙狹縫實驗證實波動性；光電效應證實粒子性。
