111年:眼光概要

光的全反射現象是發生在下列何者?

A當光線於光疏介質進入光密介質時,發生在入射角小於臨界角度時
B當光線於光疏介質進入光密介質時,發生在入射角大於臨界角度時
C當光線於光密介質進入光疏介質時,發生在入射角小於臨界角度時
D當光線於光密介質進入光疏介質時,發生在入射角大於臨界角度時

詳細解析

本題觀念:

本題考查光學中全反射(total internal reflection, TIR)的發生條件,包括光線的傳播方向(由光密介質到光疏介質)及入射角(incident angle)與臨界角(critical angle)的大小關係。

選項分析

(A) 當光線於光疏介質進入光密介質時,發生在入射角小於臨界角度時 ❌ 錯誤。全反射發生在光從光密→光疏介質,且角度條件也相反。

(B) 當光線於光疏介質進入光密介質時,發生在入射角大於臨界角度時 ❌ 錯誤。光從光疏介質(低折射率)進入光密介質(高折射率)時不會發生全反射,因為折射角永遠小於 90°。

(C) 當光線於光密介質進入光疏介質時,發生在入射角小於臨界角度時 ❌ 錯誤。方向正確(光密→光疏),但角度條件相反:全反射需入射角大於臨界角。

(D) 當光線於光密介質進入光疏介質時,發生在入射角大於臨界角度時 ✅ 正確答案

答案解析

全反射(total internal reflection, TIR)是指光線在兩種介質的界面上,完全被反射回原介質、沒有任何折射光線穿出的現象。其發生需同時滿足兩個條件:

  1. 傳播方向:光線必須由**光密介質(高折射率,optically denser medium)進入光疏介質(低折射率,optica

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