專門職業及技術人眼鏡光學概要109 年第 21 題單選題
在空氣中將一根吸管放入水中會覺得吸管向上彎,但其實吸管仍然是直的,這是因為光線的何種現象造成的結果?
C正確答案
光從水進入空氣時因介質改變而折射,造成吸管視覺上彎折的錯覺。
為什麼答案是 C
光從水(n≈1.33)進入空氣(n=1)時因折射率不同而改變行進方向,大腦仍以「直線」回推光源位置,導致水中吸管看起來向上彎。此為折射的典型生活案例。
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完整詳解
Pro · 無限重點 光從水進入空氣時因介質改變而折射,造成吸管視覺上彎折的錯覺。
逐選項分析
A✕
反射是光遇到界面後「彈回」原介質,如鏡面成像。吸管看起來彎折是光穿透水面進入空氣,並非彈回,故非反射。
B✕
繞射是光遇到障礙物邊緣或狹縫時偏離直線傳播的現象,需要尺度接近波長。吸管泡水屬於大尺度介質交界,不屬繞射。
C✓ 正確
光從水(n≈1.33)進入空氣(n=1)時因折射率不同而改變行進方向,大腦仍以「直線」回推光源位置,導致水中吸管看起來向上彎。此為折射的典型生活案例。
D✕
干涉是兩束同調光波疊加產生明暗條紋的現象(如薄膜彩色、楊氏雙狹縫),與單根吸管在水中視覺彎折無關。
光的四大現象辨識
| 現象 | 發生條件 | 典型例子 | 本題是否符合 |
|---|
| 反射 | 光遇界面彈回 | 鏡子、湖面倒影 | 否 |
| 折射 | 光穿越不同介質 | 吸管彎折、海市蜃樓 | ✅ 是 |
| 繞射 | 光遇狹縫或邊緣 | CD片彩紋、單狹縫 | 否 |
| 干涉 | 兩同調光波疊加 | 肥皂泡彩色、楊氏實驗 | 否 |
考生常把「反射」與「折射」混淆,一字之差意義完全不同。反射是「彈回」,折射是「穿過並偏折」。吸管題的關鍵在於光「穿過水面進入眼睛」,屬折射而非反射。