特殊教育
113年
物理
第 9 題
📖 題組：
2023 年諾貝爾物理獎的研究主題為「阿秒($10^{-18}$秒)光波脈衝」。脈衝是持續短暫的波動，可以用來探究物體的運動狀態。例如: 拍手一下可以產生「拍一聲」的聲波脈衝，大約持續一毫秒。聲波在空氣中的傳播速率約是 350 公尺/秒，光波在真空或空氣中的傳播速率約是 $3\times10^8$ 公尺/秒。依據以上資料回答 9-10 題。
2023 年諾貝爾物理獎的研究主題為「阿秒($10^{-18}$秒)光波脈衝」。脈衝是持續短暫的波動，可以用來探究物體的運動狀態。例如: 拍手一下可以產生「拍一聲」的聲波脈衝，大約持續一毫秒。聲波在空氣中的傳播速率約是 350 公尺/秒，光波在真空或空氣中的傳播速率約是 $3\times10^8$ 公尺/秒。依據以上資料回答 9-10 題。
科學家運用「阿秒 X光脈衝」進行實驗。已知該 X光的波長為3奈米，持續 100阿秒的脈衝之中，約包含該 X光波的週期多少個？(1奈米=$10^{-9}$米)
- A 10
- B 100
- C 3
- D 300
思路引導 VIP
同學，要判斷一段脈衝時間內包含多少個波動，核心在於比較「脈衝總時間」與「波的週期 $T$」的比例。請試著運用波速、波長與週期的關係式 $v = \frac{\lambda}{T}$，結合題目給出的波長 $\lambda = 3$ 奈米以及光速 $c = 3 \times 10^8$ 公尺/秒，先計算出該 X光的週期 $T$ 約為多少秒？接著，再思考在持續 $100$ 阿秒的時長中，總共包含了多少個這樣的週期單位呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
哇庫哇庫！彭德剛才預見你會選 A，結果真的答對了！安妮亞好開心，這題可是要跟光速賽跑呢！好乖好乖（用力摸彭德的頭）。 這題的核心在於找出波的週期 $T$。我們知道光速 $c = f \lambda$，而週期 $T$ 是頻率 $f$ 的倒數，所以： $$T = \frac{\lambda}{c} = \frac{3 \times 10^{-9}}{3 \times 10^8} = 10^{-17} \text{ (秒)}$$
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