113年:眼光概要
當光從低密度介質進入到高密度介質,光波的傳播速率會減慢,下列敘述何者錯誤?
A因波長減少
B因頻率減少
C因折射率增大
D因入射角大於折射角
詳細解析
本題觀念:
本題考核光從低密度介質(如空氣)進入高密度介質(如玻璃)時,光速減慢的物理原因。反向題,問「何者錯誤」,需找出描述不正確的選項。核心知識點:光在介質中傳播時,頻率(frequency)不會改變,改變的是波長(wavelength)和波速(wave speed)。
選項分析
基本關係:
其中 = 波速, = 頻率, = 波長。
當光從低密度(如空氣)進入高密度(如玻璃)介質:
- 波速 減少(光被介質中的原子吸收再輻射,等效速度降低)
- 折射率 , 減少 → 增大
- 頻率 保持不變(頻率由光源決定,進入新介質不改變)
- 由 , 減少而 不變 → 減少
- 入射角 > 折射角(光往法線方向折)
(A) 因波長減少 ✅ 正確陳述 光速減慢、頻率不變 → 波長依比例減少(, 減而 不變 → 減)。此敘述正確,不是本題答案。
(B) 因頻率減少 ❌ 錯誤陳述(本題答案) 光從一種介質進入另一種介質時,頻率始終保持不變
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