光在不同介質中行進時，傳播速度可能改變，下列敘述何者正確？①在真空中傳播速度最慢 ②在玻璃中傳播速度較在空氣中快 ③在空氣中傳播速度較在水中快 ④在真空中傳播速度較在水中快

本題觀念：

光在不同介質中的傳播速度與折射率（refractive index）的關係。折射率定義為 $n = c/v$，其中 $c$ 為真空中光速，$v$ 為光在該介質中的速度。折射率越高，光速越慢。

選項分析

各介質折射率（由低至高）：

• 真空（vacuum）：$n = 1.000$（光速最快）
• 空氣（air）：$n \approx 1.0003$（與真空幾乎相同）
• 水（water）：$n \approx 1.33$
• 玻璃（glass）：$n \approx 1.52$

因此光速由快至慢：真空 ≈ 空氣 > 水 > 玻璃

① 在真空中傳播速度最慢 — 錯誤。真空中光速最快（$c \approx 3 \times 10^8$ m/s），為所有介質中的最大值。❌

② 在玻璃中傳播速度較在空氣中快 — 錯誤。玻璃折射率（~1.52）高於空氣（~1.0003），光在玻璃中速度更慢，而非更快。❌

③ 在空氣中傳播速度較在水中快 — 正確。空氣折射率（~1.0003）低於水（~1.33），故光在空氣中速度 > 在水中速度。✅

④ 在真空中傳播速度較在水中快 — 正確。真空折射率（1.000）低於水（1.33），故光在真空中速度 > 在水中速度。✅

(A) ①② —

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