113年:視覺光學

下列關於折射的敘述,何者錯誤?

A光線由光密介質進入光疏介質,折射光會偏離法線
B不同波長的光在介質中傳播時速度不同
C在介質中,波長越短所對應的折射率越小
D光線由光密介質進入光疏介質時,在交界面可能產生全反射

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題(問何者錯誤),考查光線**折射(refraction)**的基本定律,包含光密/光疏介質的折射方向、折射率與波長的關係,以及全內反射(total internal reflection)的條件。

選項分析

(A) 光線由光密介質進入光疏介質,折射光會偏離法線 — ✅ 正確陳述。光密介質(optically denser medium)折射率較大,光疏介質(optically rarer medium)折射率較小。根據 Snell's law:n1sinθ1=n2sinθ2n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2,當 n1>n2n_1 > n_2(由光密進入光疏),sinθ2>sinθ1\sin\theta_2 > \sin\theta_1,故 θ2>θ1\theta_2 > \theta_1,折射角大於入射角,折射光偏離法線(away from normal)

(B) 不同波長的光在介質中傳播時速度不同 — ✅ 正確陳述。折射率 n=c/vn = c/v,不同波長的光在同一介質中折射率略有不同(色散),故傳播速度也略有不同。這正是色散與色像差的物理根源。

(C) 在介質中,波長越短所對應的折射率越小 — ❌ 錯誤陳述(本題答案)。事實恰好相反:波長越短,折射率越大。這是正常色散(normal dispers

...(解析預覽)...