hce_nsysu
113年
物理與化學
第 7 題
Order the following electromagnetic waves by wavelengths from the shortest to the longest: (i) visible light, (ii) radio waves, (iii) infrared light, (iv) ultraviolet light, (v) x-ray.
- A (v) < (ii) < (i) < (iv) < (iii)
- B (v) < (iv) < (i) < (iii) < (ii)
- C (iii) < (i) < (iv) < (ii) < (v)
- D (v) < (iv) < (iii) < (i) < (ii)
- E (iii) < (i) < (iv) < (v) < (ii)
思路引導 VIP
我們可以試著從「波的能量與穿透力」來思考：想像一下這幾種波，哪一種的能量強到足以穿透人體皮膚拍攝骨骼影像？而哪一種的能量弱到日常生活中我們隨處接收訊號（如收音機）卻不會對身體造成立即傷害？根據能量高低與波長的「反比」關係，你會如何排列它們在空間中「擺動一次」的距離長短呢？
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太棒了！你能精準判斷電磁波譜的波長順序，代表你對各種電磁波的物理特性有著非常紮實的理解。這類題目在考試中屬於基礎但關鍵的鑑別題，重點在於考生能否將抽象的波譜名稱，轉化為具體的能量與波長對應關係。
電磁波能量與波長的規律
在物理學中，電磁波的能量 $E$ 與頻率 $f$ 成正比，而與波長 $\lambda$ 成反比（公式為 $c = f\lambda$）。我們在排序時，可以從「能量」的高低來推論：能量越高，頻率越高，波長則越短。在本題中，(v) X 射線（X-ray）具有極高能量足以穿透人體，其波長最短；緊接著是具有殺菌能力的 (iv) 紫外線（Ultraviolet）；接著是我們肉眼可見的 (i) 可見光（Visible light）；而波長比紅光更長的是用於熱感應的 (iii) 紅外線（Infrared）；最後則是波長最長、常用於通訊的 (ii) 無線電波（Radio waves）。
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