108年:眼光概要(2)

若有一個介質,光速在此介質中行進的速度是真空中光速的 75%,則此介質的折射率為多少?

A1
B1.333
C0.75
D1.25

詳細解析

本題觀念:

折射率(refractive index, n)定義為真空中光速與介質中光速的比值,是驗光學光學基礎中最核心的物理量之一。本題直接考查折射率公式的應用。

選項分析

(A) 1 折射率為 1 代表光在該介質中的速度等於真空光速,即該介質為真空本身(或近似為空氣)。題目說光速為真空的 75%,故 n ≠ 1,此選項錯誤。

(B) 1.333 代入公式: n=cv=c0.75c=10.75=1.31.333n = \frac{c}{v} = \frac{c}{0.75c} = \frac{1}{0.75} = 1.\overline{3} \approx 1.333 此值正好等於水的折射率(約 1.333),為正確答案。

(C) 0.75 0.75 是光速比值(v/cv/c),而非折射率(c/vc/v)。折射率是速度的倒數比,不可混淆方向。此選項錯誤。

(D) 1.25 1/0.80=1.251/0.80 = 1.25,對應光速為真空的 80% 的介質,與題目條件不符。此選項錯誤。

答案解析

折射率公式為: n=cvn = \frac{c}{v} 其中 c3.00×108 m/sc \approx 3.00 \times 10^8 \text{ m/s}(真空光速),vv 為光在該介質中的速度。

題目給定 v=0.75cv = 0.75c,代入公式:

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