114年:眼光概要

有一道未偏極化(unpolarized )的光線從空氣中穿透皇冠玻璃鏡片(n=1.523),則光線入射的角度需要多少才可以讓反射光線產生偏極化(polarized)現象?

A23.7°
B32.8°
C48.6°
D56.7°

詳細解析

本題觀念:

布魯斯特角(Brewster's angle)是指未偏極化(unpolarized)光線入射到兩種介質界面時,反射光產生完全線性偏極化(linear polarization)的特定入射角。此角度由布魯斯特定律(Brewster's Law)決定:θB=arctan(n2/n1)\theta_B = \arctan(n_2/n_1)。本題中光線從空氣射入皇冠玻璃鏡片。

選項分析

已知條件:

  • 介質1(入射端):空氣,n1=1.000n_1 = 1.000
  • 介質2(折射端):皇冠玻璃(crown glass),n2=1.523n_2 = 1.523

布魯斯特定律公式: θB=arctan(n2n1)=arctan(1.5231.000)=arctan(1.523)\theta_B = \arctan\left(\frac{n_2}{n_1}\right) = \arctan\left(\frac{1.523}{1.000}\right) = \arctan(1.523)

計算: θB=arctan(1.523)56.7°\theta_B = \arctan(1.523) \approx 56.7°

(A) 23.7° ❌ — 此約為 arctan(0.438),無對應物理意義。

(B) 32.8° ❌ — 此約為 arctan(0.644),非正確值。

(C) 48.6° ❌ — 此約為 arctan(1.135);接近折射角(約 33.3°,為 90° - 56.7

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