普考-驗光生眼鏡光學概要106 年第 8 題單選題
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)正確答案
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)
A正確答案
全反射只發生在『光由密介質進入疏介質』且入射角大於臨界角時。
為什麼答案是 A
水(n=1.33)→空氣(n=1),由光密進入光疏介質,符合全反射必要條件。當入射角大於臨界角(約48.8°)時即發生全反射。
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完整詳解
Pro · 無限重點 全反射只發生在『光由密介質進入疏介質』且入射角大於臨界角時。
口訣:密→疏才有全反射。看折射率,n大→n小才可能。
逐選項分析
A✓ 正確
水(n=1.33)→空氣(n=1),由光密進入光疏介質,符合全反射必要條件。當入射角大於臨界角(約48.8°)時即發生全反射。
B✕ 陷阱
空氣(n=1)→水(n=1.33),由光疏進入光密介質,光線只會折射靠近法線,永遠不會發生全反射。
C✕
水(n=1.33)→玻璃(n=1.52),由光疏進入光密介質,不符全反射條件。
D✕
空氣(n=1)→玻璃(n=1.52),由光疏進入光密,光線折射進入玻璃,不會全反射。
全反射發生條件
| 條件 | 說明 | 公式 | 範例 |
|---|
| 方向 | 光密→光疏 | n1 > n2 | 水→空氣 |
| 角度 | 入射角 > 臨界角 | sinθc = n2/n1 | 水→空氣 θc≈48.8° |
| 介質 | 兩介質折射率需有差 | Δn 越大 θc 越小 | 鑽石 θc≈24° |
最常見陷阱是搞反方向。許多考生記成『折射率大的介質才會全反射』,實際上要看『光從哪進入哪』。只有從高n進入低n(光密→光疏)時才可能,BCD皆為疏→密故全錯。