112年:眼光概要

光在空氣中的傳播速率為300,000 km/sec ,若光進入一玻璃鏡片傳播速率變為200,000 km/sec ,則此玻璃鏡片的折射率應為:

A1.5
B1.6
C1.67
D1.7

詳細解析

本題觀念:

折射率(refractive index, n)定義為光在真空(或空氣)中的速率與光在介質中速率之比。公式為: n=cvn = \frac{c}{v} 其中 cc 為光在空氣中的速率(此題為 300,000 km/s),vv 為光在介質中的速率。折射率是無因次量,且恆 ≥ 1(介質中光速不超過真空光速)。

選項分析

代入數值計算: n=300,000 km/s200,000 km/s=1.5n = \frac{300{,}000 \text{ km/s}}{200{,}000 \text{ km/s}} = 1.5

(A) 1.5 — 直接由公式計算得出,正確。✅

(B) 1.6 — 對應光速約 187,500 km/s,非題目條件。❌

(C) 1.67 — 對應光速約 179,640 km/s,非題目條件。❌

(D) 1.7 — 對應光速約 176,471 km/s,非題目條件。❌

答案解析

折射率的物理意義是光在介質中「減速」的程度。光速從 300,000 km/s 降至 200,000 km/s,代表速率變為原來的 23\frac{2}{3},因此折射率為其倒數的倒數: n=cv=300,000200,000=32=1.5n = \frac{c}{v} = \frac{300{,}000}{200{,}000} = \frac{3}{2} = 1.5

n = 1.5 是標準光學玻璃(C

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