109年:眼光概要(1)

白光經過透明物質後,因不同波長的光感受到的折射率不同,將造成顏色分散,此現象稱為:

A繞射
B反射
C散射
D色散

詳細解析

本題觀念:

白光通過透明介質(如玻璃、鏡片)時,由於不同波長的光所感受到的折射率(refractive index)不同,各波長光折射角度不同,因而分散成不同顏色,此現象稱為色散(dispersion)。這是一個基礎光學概念,也是眼鏡光學中阿貝值(Abbe value)的物理基礎。

選項分析

(A)繞射(diffraction):光波遇到障礙物邊緣或縫隙時,繞過障礙物邊緣傳播的現象,與波長相關但不是透明介質折射率差異導致顏色分散的機制,故不正確。

(B)反射(reflection):光線碰到介面後返回原介質的現象,不涉及穿透介質後的顏色分散,故不正確。

(C)散射(scattering):光線碰到比波長小的粒子時,向四面八方散開的現象(如瑞利散射 Rayleigh scattering 使天空呈藍色)。雖然散射也與波長有關,但機制與描述(「透明物質折射率不同」)不符,故不正確。

(D)色散(dispersion):白光通過透明介質時,因不同波長的光折射率不同(短波長藍光折射率較高、長波長紅光折射率較低),各波長光偏折角度不同,分散成彩色光譜的現象。本題答案

答案解析

答案為 (D) 色散

色散現象的物理機制:

  • 光在真空中速度相同

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