114年:眼光概要

若一光線從空氣中射入到塑膠鏡片(CR39,折射率1.498),入射角為30°,折射角θ為何?

ASin θ = 0.25
BSin θ = 0.33
CSin θ = 0.42
DSin θ = 0.5

詳細解析

本題觀念:

本題考查折射定律(Snell's law)的數值計算。光線從空氣進入折射率較高的 CR-39 塑膠鏡片時,會向法線方向偏折(折射角 < 入射角)。

選項分析

折射定律公式:

n1sinθ1=n2sinθ2n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2

代入已知數值:

  • n1n_1(空氣)= 1.000
  • n2n_2(CR-39)= 1.498
  • θ1\theta_1(入射角)= 30°,sin30°=0.500\sin 30° = 0.500

計算過程:

1.000×0.500=1.498×sinθ21.000 \times 0.500 = 1.498 \times \sin\theta_2

sinθ2=0.5001.4980.3338\sin\theta_2 = \frac{0.500}{1.498} \approx 0.3338

(A) Sin θ = 0.25 — 錯誤。對應的是折射率約 2.0 的介質,遠高於 CR-39。

(B) Sin θ = 0.33 — 正確。0.500÷1.4980.3340.500 ÷ 1.498 ≈ 0.334,最接近 0.33,此為正確答案。

(C) Sin θ = 0.42 — 錯誤。若 sin θ₂ = 0.42,則 n₂ = 0.5/0.42 ≈ 1.19,不符合 CR-39 折射率。

(D) Sin θ = 0.5 — 錯誤。sin θ₂ = 0.5 代表折射角等於

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