專門職業及技術人眼鏡光學概要109 年第 15 題單選題
一光線從一介質進入另一介質時,若入射角小於折射角,則現象為:
A光線無法呈現全反射現象
B折射線偏向法線
C光線從密介質進入疏介質正確答案
D光線從疏介質進入密介質
C正確答案
入射角<折射角表示折射線偏離法線,光線由密介質進入疏介質。
為什麼答案是 C
由 Snell 定律 n₁sinθ₁=n₂sinθ₂,當 θ₁(入射)<θ₂(折射) 時,n₁>n₂,即第一介質折射率較大(密),第二介質較小(疏),故為密→疏。
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完整詳解
Pro · 無限重點 入射角<折射角表示折射線偏離法線,光線由密介質進入疏介質。
口訣:密→疏,折射角變大(遠離法線);疏→密,折射角變小(靠近法線)。
逐選項分析
A✕ 陷阱
密→疏時,若入射角超過臨界角才會發生全反射。本題入射角<折射角代表還未達臨界角,但「無法呈現全反射」說法過絕對,且非此現象的直接定義。
B✕ 陷阱
入射角<折射角代表折射線遠離法線(偏離法線),不是偏向法線。偏向法線是疏→密的情況,方向顛倒。
C✓ 正確
由 Snell 定律 n₁sinθ₁=n₂sinθ₂,當 θ₁(入射)<θ₂(折射) 時,n₁>n₂,即第一介質折射率較大(密),第二介質較小(疏),故為密→疏。
D✕ 陷阱
疏→密時折射率變大,折射角會小於入射角(靠近法線),與題幹條件相反。
折射方向判斷表
| 光線路徑 | 折射率變化 | 角度關係 | 折射線相對法線 |
|---|
| 密→疏 | n₁>n₂ | 入射角<折射角 | 偏離法線 |
| 疏→密 | n₁<n₂ | 入射角>折射角 | 偏向法線 |
| 密→疏(超過臨界角) | n₁>n₂ | 無折射 | 全反射 |
Snell 定律最容易搞混的是「角度大小」跟「偏向或偏離法線」的對應。判斷準則是:折射角比入射角大,代表折射線偏離法線,光一定是從折射率大(密)走向折射率小(疏)。反過來,折射角變小就是偏向法線,光從疏入密。考試最愛設陷阱的地方是讓你看到「折射角大」就直覺選「偏向法線」或「疏入密」,但其實角度變大就是遠離法線,介質一定是密到疏。記住「角大遠離,密到疏」就不會被騙。