108年:視覺光學(2)
有關全反射的敘述,下列何者錯誤?
A光線由折射率高的介質到折射率低的介質
B必須超過臨界角
C光線全部反射到低折射率的介質
D光纖可為全反射代表
詳細解析
本題觀念:
本題考查**全反射(total internal reflection, TIR)**的原理與條件。這是一道反向題(何者「錯誤」),需找出不正確的陳述。全反射是光纖(optical fiber)及各種光學稜鏡的核心原理,也是驗光師需掌握的基礎光學概念。
選項分析
(A) 「光線由折射率高的介質到折射率低的介質」 ✅ 此為正確陳述。全反射發生的第一個必要條件就是:光必須從光學密度較高(折射率較大)的介質射向光學密度較低(折射率較小)的介質,例如從玻璃射向空氣、或從水射向空氣。若光從折射率低的介質射向折射率高的介質,則不會發生全反射。
(B) 「必須超過臨界角」 ✅ 此為正確陳述。全反射的第二個必要條件:入射角必須大於(超過)臨界角(critical angle, )。臨界角定義為折射角恰好等於 90° 時的入射角: 當入射角超過 後,光完全無法進入第二介質,全部反射回原介質。
(C) 「光線全部反射到低折射率的介質」 ❌ 此為錯誤陳述(本題答案)。全反射時,光線全部反射回到折射率高的介質(原介質),而非反射到折射率低的介質。「全反射」的「全
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