106年:眼光概要(2)
下列何者有可能發生全反射?
A當光線由水(n = 1.33)進入空氣(n = 1)
B當光線由空氣(n = 1)進入水(n = 1.33)
C當光線由水(n = 1.33)進入玻璃(n = 1.52)
D當光線由空氣(n = 1)進入玻璃(n = 1.52)
詳細解析
本題觀念:
全反射(total internal reflection, TIR)的發生條件。全反射只能在光線從**高折射率介質(光密)進入低折射率介質(光疏)**時,且入射角超過臨界角(critical angle)時才會發生。
選項分析
全反射發生的兩個必要條件:
- 光線必須從折射率較大的介質進入折射率較小的介質(n₁ > n₂)
- 入射角必須大於臨界角 ,其中
(A) 光線由水(n = 1.33)進入空氣(n = 1) — 水的折射率(1.33)> 空氣的折射率(1),符合「高 n 進入低 n」的條件。存在臨界角,當入射角超過臨界角時即發生全反射。✅ 正確答案
臨界角計算:,
(B) 光線由空氣(n = 1)進入水(n = 1.33) — 空氣折射率(1)< 水(1.33),光從光疏進入光密介質,不可能發生全反射(折射角恆小於入射角,光線永遠能穿過介面)。❌
(C) 光線由水(n = 1.33)進入玻璃(n = 1.52) — 水的折射率(1.33)< 玻璃(1.52),同樣是從光疏進入光密,不可
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