111年:眼光概要

當光線由折射率為1.0的空氣,以入射角度為45度角,進入折射率為A的介質,得到光線的折射角為30度,介質折射率A的數值最接近下列那個數字?

A1.8
B2.0
C1.1
D1.4

詳細解析

本題觀念:

本題考查司乃耳定律(Snell's law)的應用,已知入射介質折射率、入射角與折射角,計算折射介質的折射率。

選項分析

代入司乃耳定律計算:

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

1.0×sin45°=n2×sin30°1.0 \times \sin 45° = n_2 \times \sin 30°

n2=sin45°sin30°=2212=21.414n_2 = \frac{\sin 45°}{\sin 30°} = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{1}{2}} = \sqrt{2} \approx 1.414

(A) 1.8 ❌ 過高,遠超計算值。

(B) 2.0 ❌ 過高,遠超計算值。

(C) 1.1 ❌ 過低,計算值約 1.414。

(D) 1.4 ✅ 正確答案21.414\sqrt{2} \approx 1.414,最接近 1.4)

答案解析

司乃耳定律(Snell's law)公式:

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

代入已知數值:

  • n1=1.0n_1 = 1.0(空氣)
  • θ1=45°\theta_1 = 45°sin45°=220.707\sin 45° = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0.707
  • $\theta_2 = 30°

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