110年:視覺光學
有關折射率n(refractive index ),下列何者錯誤?
An = 1指真空或空氣中
Bn愈大代表光在物質中的速率越快
Cn愈小的物質,其折射角愈大
Dn愈大的物質將造成光線偏折聚焦之距離加長
詳細解析
本題觀念:
本題考查折射率(refractive index, n)的定義與特性,為反向題(問何者「錯誤」)。折射率定義為 ,其中 為真空中光速, 為光在介質中的速度。 越大代表光速越慢、折射越強、光線偏折越厲害。
選項分析
(A) n = 1 指真空或空氣中 ✅ — 真空的折射率定義為 1.000,乾燥空氣 ≈ 1.0003,在光學上近似為 1。正確陳述。
(B) n 愈大代表光在物質中的速率越快 ❌(錯誤陳述 = 本題答案) — 依據 , 越大, 越小(速率越慢),非越快。此選項與定義完全相反。
(C) n 愈小的物質,其折射角愈大 ✅ — 依據 Snell 定律 ,當光從高 介質進入低 介質時, 增大 → 折射角增大。換言之, 越小的介質,光在其中速度越快、彎折越不明顯;但折射角的大小取決於兩介質的相對 ,低 介質通常對應較大折射角。正確陳述。
(D) n 愈大的物質將造成光線偏折聚焦之距離加長 ❌? — 實際上 越大、折射越強,理論上焦距應縮短而非加長。但本題答
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