107年:眼光概要(2)

光波是帶有能量的電磁波,不同波長的光所帶的能量亦不同,下列那一種光波所帶的能量最高?

A紅光
B黃光
C藍光
D紫光

詳細解析

本題觀念:

本題考查光子能量(photon energy)與波長(wavelength)的反比關係,以及可見光(visible light)光譜中各色光的波長排列。根據 Planck-Einstein 關係式,光子能量與波長成反比:

E=hν=hcλE = h\nu = \frac{hc}{\lambda}

其中:

  • EE = 光子能量(單位:焦耳 J 或電子伏特 eV)
  • hh = 普朗克常數(Planck's constant)=6.626×1034 J\cdotps= 6.626 \times 10^{-34}\text{ J·s}
  • ν\nu = 頻率(frequency)
  • cc = 光速 3×108 m/s\approx 3 \times 10^8\text{ m/s}
  • λ\lambda = 波長(wavelength)

結論:波長越短,能量越高;波長越長,能量越低。

選項分析

可見光波長由長到短(能量由低到高)依序為:

顏色波長範圍(nm)能量
紅光(Red)約 620–750最低
橙光(Orange)約 590–620
黃光(Yellow)約 570–590
綠光(Green)約 495–570

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