109年:眼光概要(1)

我們在黃昏中看到紅色的夕陽呈現紅色,主要是根據光的何種原理?

A紅光的折射作用較大
B紅光的反射作用較小
C紅光的繞射作用較大
D紅光的散射作用較小

詳細解析

本題觀念:

瑞利散射(Rayleigh scattering)與夕陽呈紅色的光學原理。大氣層對不同波長的光散射程度不同,波長越短散射越強(1λ4\propto \frac{1}{\lambda^4}),紅光波長最長因此散射最少,在長距離大氣傳播中存留最多,使夕陽呈現紅色。

選項分析

(A) 紅光的折射作用較大:錯誤。折射(refraction)與散射是不同的光學現象。依色散(dispersion)原理,紅光折射率最(波長越長,折射率越小),並非折射作用較大。夕陽顏色與折射作用無關。

(B) 紅光的反射作用較小:錯誤。夕陽顏色並非由反射(reflection)決定,而是由大氣散射機制決定。反射作用與夕陽顏色無直接關係。

(C) 紅光的繞射作用較大:錯誤。繞射(diffraction)程度與波長成正比(波長越長,繞射越明顯),紅光繞射確實較藍光大,但繞射並非解釋夕陽紅色的機制。

(D) 紅光的散射作用較小 ✓:正確。 根據瑞利散射定律,散射強度與波長的四次方成反比I1λ4I \propto \frac{1}{\lambda^4} 紅光波長(約 620–750 nm)最長,散射程度最小。黃昏時陽光須穿過更厚的大氣層,短波長的藍光(約 450 nm)和紫光被大量散射到四方,而長波長

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