「光」真奇妙 班級： 姓名：...
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135
「光」真奇妙
班級： 姓名： 學號：
在日常生活裡，一張眼世界就進入了我們的領域。「光」可說是與我們最貼近的
經驗，也因為對它太熟悉了，反而不被我們「注意」。現在讓我們仔細多想一下，
說不定會有很不同的感覺呢！
第一題、多拉ㄟ夢拿著一支雷射光筆發出一道雷射光射向小夫的肚子。（見下圖） 1.【 】請問小夫可看到這一束雷射光線嗎？
（A）可能（B）不可能（C）不一定（D）不知道。 為什麼？
2.【 】請問大雄可看到照在小夫肚子上的雷射光（紅點）嗎？ （A）可能（B）不可能（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
3.【 】請問大雄可看到這一束雷射光線嗎？ （A）可能（B）不可能（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
附錄Ⅰ
136
第二題 4.【 】小丸子在一房間裡，房間有個窗戶，此外沒有其他的光源，畫和窗戶
在同一面牆上（見下圖），問小丸子能不能看到牆上的畫？（A）能（B）
不能（C）不一定（D）不知道。 為什麼你會這樣認為？（畫圖輔助說明）
第三題
5.有一個點光源 S 在一面鏡子上方（見下圖），請你畫出光源 S 在鏡子裡的像。
6.承上題，你能作圖說明老夫子是如何看到像的？
137
7. 【 】有一觀察者站在一個半圓弧上（見下圖），請問觀察者在什麼範圍內
可以由鏡中看到這一隻小蝴蝶？
（A）70-110（B）120-160（C）0-90（D）20-60。 為什麼你會這樣認為？（畫圖輔助說明）
第四題
8.一個球面鏡，球心在 O，有一隻螢火蟲（見下圖），它會經球面鏡成像，則像
可能在哪裡？請畫圖輔助說明。（提示：利用反射定律）
138
9.有一凹面鏡（見下圖），你能依所學的作圖方法，畫出↑的像嗎？試繪圖表示。
10. 【 】我們都學過「虛像」這個名詞，請問下列對虛像之解釋何者恰當？
（可複選）（A）像的所在地，並沒有真正發出光，故叫做虛像（B）
它不是看到的像，只是一種幻覺（C）它沒有對人類產生視覺作用，
故叫做虛像（D）它在眼睛視網膜形成實像。 第五題
11. 【 】用紅色光照射一束紅玫瑰花時，葉子和花瓣何者吸收的光能較多？ （A）葉子（B）花瓣（C）一樣多（D）不知道。
為什麼？
12. 【 】用綠色光照射一束紅玫瑰花時，花瓣看起來會呈現何種顏色？ （A）綠色（B）紅色（C）黃色（D）黑色。
為什麼？
第六題
13. 【 】請問，在下圖中，若容器內裝滿了水，陰影會有何變化？ （A）變長（B）變短（C）沒有變化（D）不知道。
請解釋你的答案：
陰影
139
14. 【 】如果你是圖中的原始人，你想抓那條魚，請問你應如何瞄準？ （A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的上方（C）瞄
準眼中魚的位置的下方（D）不知道。 請問你如此瞄準的原因？
15. 【 】如果你是未來人，你想抓那條魚，你又會如何瞄準？ （A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的上方（C）瞄
準眼中魚的位置的下方（D）不知道。
請問你如此瞄準的原因？
第七題
16. 【 】如下圖，透鏡前被不透明物擋住，試問成像會有何變化？（A）成像
大小縮小一半（B）成像形狀變成一半（C）成像亮度減半（D）不會成像。 為什麼？
雷射槍
140
17.【 】兩個焦距相等的凸透鏡 A 和 B，但是透鏡 A
比透鏡 B 大（如右圖示），若以這兩個凸透鏡去觀察物體
時，那個透鏡看到的物體比較大？（A）A（B）B（C）
一樣大（D）不知道。
為什麼？
18.【 】由透鏡成像的作圖方法，我們可以在屏幕上得到一明亮的像（如下圖），
若是將屏幕拿掉，像會跑到哪去？（A）不會成像（B）無窮遠處（C）同一位
置（D）不知道。
為什麼？
第八題
19.【 】下列何者是正確的針孔成像示意圖？
為什麼？
屏幕
（C） （D）
（A） （B）
141
訪談大綱
實例一：
實例二：
實例三：
附錄Ⅱ
142
實例四：
實例五：
實例六：
143
實例七：
實例八：
實例九：
144
實例十：
實例十一：
實例十二：
145
光學迷思概念診斷測驗卷 班級： 姓名： 學號： 你好，這份測驗卷是一份針對你所學到的光學概念之回顧，題目中並不需要任何
公式來回答問題，同時這份測驗卷是作為研究之用，希望你能用心回答。 第一部份：選擇題 1.【 】光的「微粒說」不能成功的解釋下列哪些現象？（A）光的直進（B）
反射（C）折射（D）干涉（E）繞射。 2.【 】下列哪些是電磁波？（A）可見光（B）紫外線（C）X 射線（D）陰極
射線（E）雷射光。 3.【 】下列敘述，何者正確？（A）我們可以看見物體，是因為有光線從物體
進入我們的眼睛（B）所有可看見的物體皆可以自行發光（C）發光體必須達灼
熱之程度才能發光（D）有些發光體，在某些情況下是不發光的（E）光照射到
物體上面時，必發生、反射、穿透、吸收三種現象。 4.【 】請問下圖中 A 可以看到雷射槍所發出的這一道雷射光嗎？（A）可以
（B）不可以（C）不一定（D）不知道。 5.【 】請問 B 可以看到雷射槍所發出的這一道雷射光嗎？ （A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。
6.【 】光由一介質射入另一介質時（設入射角不等於零），下列哪些性質會改
變？（A）頻率（B）進行速率（C）波長（D）強度（E）進行方向。 7.【 】有關單一面鏡和單一透鏡，下列何者正確？（A）物體於平面鏡前，不
論物距為何，所成之像均為虛像（B）物體於凹面鏡前，不論物距為何，所成之
像均為實像（C）物體於凸面鏡前，不論物距為何，所成之像均為虛像（D）物
體於凹面鏡一側，不論物距為何，所成之像均為虛像（E）物體於凸面鏡前，不
論物距為何，所成之像均為實像。 8.【 】近視眼須配戴何種眼鏡校正？其理由何在？（A）凹透鏡，因為它能發
散光線（B）凸透鏡，因為它能發散光線（C）凹透鏡，因為它能聚光線（D）凸
透鏡，因為它能聚光線。
附錄Ⅲ
B
A
雷射槍
（波長〜600nm）
146
9.【 】有一房間如右上圖，此房間除窗戶外沒有其他光源，問此人能否看到
房間牆上的畫？（A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。 10.如下圖，請畫出光源 S 的像的位置，並畫出眼睛 E 是如何看到像的。 11.請問在下圖中，觀察者在什麼範圍內可以觀察到光源 S 經平面鏡所成的像。
試繪圖表示之。
鏡子
E
S
鏡子
S
147
12.你能根據凹面鏡的成像原理畫出下圖所應成像的位置？試繪圖表示之。 13.【 】請問你畫出的這個成像應為實像或虛像？ （A）實像（B）虛像（C）不一定（D）不知道。 14.【 】不管實像或虛像都能用眼睛直接觀察嗎？ （A）能（B）不能（C）不一定（D）不知道。 15.如果你要直接觀察你所畫出來的像，是否有位置的限制，請圖示出。 16.【 】我們都學過「虛像」這個名詞，請問下列對虛像之解釋何者恰當？（可
複選） （A）它並不是實際的物體，故叫做虛像。 （B）它不是看到的像，只是一種幻覺。 （C）它沒有對人類產生視覺作用，故叫做虛像。 （D）它在眼睛視網膜形成實像。 17.【 】用紅色光照射紅玫瑰時，葉子和花瓣何者溫度較高？ （A）葉子（B）（C）花瓣（C）溫度相同（D）不知道。 18.【 】用綠色光照射紅玫瑰時，花瓣會變成何種顏色？ （A）綠色（B）紅色（C）黃色（D）黑色。 19.【 】日光下見物體為白色，B 物體為綠色，則紅光下見（A）A 為紅色，B為綠色（B）A 為紅色，B 為黑色（C）A 為白色，B 為紅色（D）A 為白色，B為黑色（E）A 為紅色，B 為紅綠色。 20.【 】雨過天晴，在太陽位置相對的天空處，有時會出現虹及霓。下列有關
虹及霓的敘述何者正確？（A）虹及霓都是日光經過水珠所產生的色散現象（B）
焦點
焦點
148
21. 【 】霓的光度較弱，因為霓的形成過程中，光在水珠內經過一次折射及
一次反射（C）虹的色彩中，紅色的仰角比紫色的仰角大（D）霓的色彩中，紫
色的仰角比紅色的仰角小（E）水珠對紫光的折射率比對紅色的折射率大。 22. 【 】下列的光學現象，何者可用幾何光學解釋？（A）雨後天空的彩虹（B）
肥皂泡薄膜上的彩紋（C）光線無法通過兩片互相垂直的偏振片（D）雷射光對
單狹縫的繞射條紋（E）光碟片上的彩色現象。 23.【 】下列哪一種物理現象是科學家認為是橫波的理由？（A）光的干涉現
象（B）光的偏振現象（C）光的折射現象（D）光的繞射現象（E）光的全反射
現象。 24.【 】請問，若容器內裝滿了水，陰影會有何變化？ （A）變長（B）變短（C）沒有變化（D）不知道。 請解釋你的答案。 25.【 】如果你是圖中的原始人，你想抓那條魚，請問你應如何瞄準？ （A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的前方（C）瞄準眼中魚的
位置的後方（D）不知道。 請問你如此瞄準的原因？ 26.【 】如果你是未來人，你想抓那條魚，你又會如何瞄準？ （A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的前方（C）瞄準眼中魚的
位置的後方（D）不知道。 請問你如此瞄準的原因？
陰影
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27.【 】如下圖，透鏡前被不透明物擋住，試問成像會有何變化？（A）成像
大小縮小一半（B）成像形狀變成一半（C）成像亮度減半（D）不會成像。 為什麼？ 28.【 】兩個焦距相等的凸透鏡 A 和 B，但是透鏡 A 比透鏡 B 大（如圖示），
若以此放大鏡去觀察物體時，那個透鏡看到的物體比較大？ （A）A（B）B（C）一樣大（D）不知道。 29.【 】由透鏡成像原理，我們可以在屏幕上得到一明亮的像（如下圖），若
是將屏幕拿掉，像會跑到哪去？（A）不會成像（B）無窮遠處（C）同一位置（D）
不知道。 30.【 】若是把屏幕拿掉，還能看到像嗎？（A）能（B）不能（C）不一定（D）
不知道。
雷射槍
A B
屏幕
150
第二部分：簡答題 1.若說無線電波是一種低頻率的光波，這說法正確嗎？無線電波也是一種聲波
嗎？ 2.光年是什麼的單位？光要花多久才能夠走過一光年的距離？ 3.紅外線，可見光和紫外線這三者的頻率有何關連？ 4.如果你穿著藍色襯衫，鏡子中的襯衫是什麼顏色？從這個問題的答案中，你能
否判斷入射光的頻率與反射光的頻率之間有關連？ 5.如果光在不同溫度和密度的空氣中，速率都保持不變，那麼還會有海市蜃樓
嗎？ 6.為什麼如果光在水珠內的速率在空氣中相同，我們還會看見彩虹嗎？為什麼？ 7.反射定律在漫射的情況下也適用嗎？為什麼？ 8.假設你的朋友待在水裡，如果你看得見他的臉，那他也能看得見你的臉嗎？ 9.望遠鏡、複式顯微鏡及照相機，哪一種光學儀器與人類的眼睛最相似？ 10.在我們的周遭，聲波的繞射往往比光波的繞射更明顯，為什麼？
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光學迷思概念
班級： 姓名： 學號： 你好，這份測驗卷是一份針對你所學到的光學概念之回顧，題目中並不需要任何
公式來回答問題，同時這份測驗卷是作為研究之用，希望你能用心回答。
第一題、在下圖中，有一支雷射光筆發出一道雷射光射向 A 的肚子。 1.【 】請問下圖中 A 可以看到雷射光筆所發出沿路徑的這一道雷射光嗎？
（A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。 為什麼？
2.【 】請問下圖中 B 可以看到雷射光在 A 的肚子上有清楚的紅色光點嗎？ （A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
3.【 】請問下圖中 B 可以看到雷射光筆所發出沿路徑的這一道雷射光嗎？ （A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
附錄Ⅳ
A
雷射光筆
（波長〜680nm）
B
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第二題 4.【 】有一房間如下圖，此房間除窗戶外沒有其他光源，問此人能否看到房
間牆上的畫？（A）可以（B）不可以（C）不一定（D）不知道。 為什麼？
（如有需要，可畫圖輔助說明）
第三題 5.如下圖，有一個點光源 S 和一面鏡子，請畫出光源 S 的像的位置。
6.承上題，請畫出眼睛 E 是如何看到像的。（畫在上圖即可）
鏡子
E
S
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7.請問在下圖中，觀察者在什麼範圍內可以觀察到光源 S 經平面鏡所成的像。試
繪圖表示之。
第四題 8.你能根據凹面鏡的成像原理畫出下圖所應成像的位置？試繪圖表示之。
9. 【 】請問你畫出的這個成像應為實像或虛像？ （A）實像（B）虛像（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
10. 【 】不管實像或虛像都能用眼睛直接觀察嗎？ （A）能（B）不能（C）不一定（D）不知道。
為什麼？
鏡子
S
焦點
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第五題 11. 【 】我們都學過「虛像」這個名詞，請問下列對虛像之解釋何者恰當？
（可複選） （A）它並不是實際的光線匯聚所成之像，故叫做虛像。 （B）它不是看到的像，只是一種幻覺。
（C）它沒有對人類產生視覺作用，故叫做虛像。 （D）它在眼睛視網膜形成實像。
第六題 12. 【 】用紅色光照射紅玫瑰時，葉子和花瓣何者溫度較高？
（A）葉子（B）（C）花瓣（C）溫度相同（D）不知道。
為什麼？
13. 【 】用綠色光照射紅玫瑰時，花瓣會變成何種顏色？ （A）綠色（B）紅色（C）黃色（D）黑色。
為什麼？
第七題
14. 【 】請問，在下圖中，若容器內裝滿了水，陰影會有何變化？ （A）變長（B）變短（C）沒有變化（D）不知道。
請解釋你的答案。
陰影
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第八題 15. 【 】如果你是圖中的原始人，你想抓那條魚，請問你應如何瞄準？
（A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的上方（C）瞄
準眼中魚的位置的下方（D）不知道。 請問你如此瞄準的原因？
16. 【 】如果你是未來人，你想抓那條魚，你又會如何瞄準？
（A）直接瞄準眼中魚的位置（B）瞄準眼中魚的位置的上方（C）瞄
準眼中魚的位置的下方（D）不知道。 請問你如此瞄準的原因？
第九題 17. 【 】如下圖，透鏡前被不透明物擋住，試問成像會有何變化？（A）成像
大小縮小一半（B）成像形狀變成一半（C）成像亮度減半（D）不會成像。
為什麼？
雷射槍
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第十題 18. 【 】兩個焦距相等的凸透鏡 A 和 B，但是透鏡 A 比透鏡 B 大（如圖示），
若以此放大鏡去觀察物體時，那個透鏡看到的物體比較大？ （A）A（B）B（C）一樣大（D）不知道。
為什麼？
第十一題 19. 【 】由透鏡成像原理，我們可以在屏幕上得到一明亮的像（如下圖），若
是將屏幕拿掉，像會跑到哪去？（A）不會成像（B）無窮遠處（C）同一位置
（D）不知道。 為什麼？
A B
屏幕
157
有關光學的概念
一、光與視覺
研究指出人們獲得的知識有 85％是從視覺而來的。所以說眼睛是人體十分
重要的感覺器官，眼睛的功用是用以接受外來光的刺激，當物體將光線傳送到視
網膜，也就是眼睛的感光部位；然後經由視神經傳導，將光的刺激送至大腦視覺
中樞而引起視覺。眼睛體積雖小但構造精巧機能獨特。眼睛的構造可分為眼球本
身及其附屬器官包括眼瞼、結膜、淚器，眼肌及眼窩等。人眼的特點是神經系統
高度發展，具有完善的光學系統以及各種使眼睛轉動並調節光學裝置的肌肉組
織。
光以電磁波的形式和運動存在於空間。視覺的適宜刺激物是波長為 760 毫微
米一 400 毫微米的光波。光線通過角膜進入眼球，經過虹膜，虹膜的瞳孔隨著光
線的強度變化其口徑大小，起著光圈的作用。然後光線通過水晶體和玻璃體而到
達視網膜。水晶體和玻璃體都有不同的折射率，使視網膜得到清晰的物象。眼睛
的感光系統就是視網膜，它猶如照相機中的底片。視網膜的功能是由折光系統傳
入的光線進行能量轉換，將光能變成化學能，再將這部分能量由視神經轉化成生
物電能送入大腦皮層的枕葉，即產生視覺。（徐氏, 民 67）
二、顏色與視覺
顏色不存在物體的本質當中，而是在觀察者的眼中，是由物體發射或反射出
來某種頻率的光，所引發的感覺。玫瑰花將某些頻率的光映入我們眼中，所以我
們看到它是紅色的，其他頻率的光則會引發我們看到其他顏色的感覺，至於這些
頻率的光是否真的被感受呈各種顏色，則取決於每個人或動物的眼腦系統，許多
生物看不到玫瑰花的紅色，有色盲的人也體會不到紅色。
顏色的感覺有色調、亮度、色彩度（飽和度）三種性質，人眼視網膜錐體感
光細胞內有三種不同的感光色素，它們分別對 570nm 的紅光、445nm 的藍光和
535nm 的綠光吸收率最高。顏色視覺正常的人在光亮條件下能看可見光譜的各種
顏色，它們從長波一端向短波一端的順序是：紅色(700nm)，橙色(620nm)，黃色
(580nm)，綠色(510nm)，藍色(470nm)，紫色(420nm)。此外，人眼還能在上述兩
個相鄰顏色範圍的過渡區域看到各種中間顏色。我們常常把這些中間顏色叫做綠
黃、藍綠色等等。此外，還有一些我們難以叫出名字的顏色。
Helmhotlz 和 Maxwell 首先用實驗確定，對於一名正常色覺者，任何顏色都
可以用三種合適選擇的單色光（稱為原色或基色）的混合所複現（或比配），這
就是色覺的三變數性。
1807 年，楊(T.Young)和赫姆霍爾茲(H.L.F.von Helmholtz)根據紅、綠、
藍三原色可以產生各種色調及灰色的顏色混合規律，假設在視網膜上有三種神經
纖維，每種神經纖維的興奮都引起一種原色的感覺。他們認為一切顏色視覺都可
以由紅、綠、藍三原色光混合而得。紅與綠光相混合可得橙或黃視覺，綠與藍光
附錄Ⅴ
158
相混合可得青視覺，紅與藍光混合可得紫視覺。
三原色說根據這種現象。假設視網膜圓錐細胞具有三種感光物質，分別感受
紅、綠、藍三種不同的光波(一種感受紅光最強，一種感受綠光最強，一種感受
藍光最強)。
事實上，我們在生活和實踐中，紅、綠、藍三種單色的光，孤立地作用三種
不同的感色器官時是很少的，我們所見到的各種顏色，絕大多數是由不同波長的
光波混合起來的光。（張功鈐,民 76）
三、反射定律
1. 惠更斯原理(Huygens' principle)
惠更斯(Christiaan Huygens, 1629-1695)是光的波動說的提出者，他認為
粒子會互相碰撞，但兩道光束交錯卻可不受任何阻礙的互相穿過，因此提出光是
一種波動現象。由此他於 1678 年提出著名的惠更斯原理(Huygens’
principle)，由於惠更斯原理能成功地解釋光是直線傳播、反射及折射等現象，
因此在此先介紹惠更斯原理：
參考圖 V-1，假設原始波前(original wave front)上的每一點，可以視為
一新的的波列源(sourceclets)，然後以原來波動速率 v 在同一介質中向四面八
方傳播波列（wavelet），而這些波列所形成的包絡面 (envelope)就是其新的波
前（new wave front）。此原理可以簡單的幾何來決定下一個時刻τ所形成新的
波前的形狀（Lerner,1996）。
所以說惠更斯原理有兩個要點，其一是指波前上的每一點，可看成一個新的
波源發出子波，其二是指新的波前是所有子波的波包。
圖 V-1 惠更斯原理示意圖。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for
scientists and engineers"。
159
2.反射定律
當光在任何表面發生反射時，會遵守反射定律：1.光反射時，其入射線
(Incident ray)和反射線(Reflected ray)分別在法線 N的兩側，且此三線在同
一平面上。2.入射角 iθ 等於反射角 rθ （Lerner,1996）。
圖 V-2 反射定律示意圖。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
3.利用惠更斯原理來證明反射定律（Lerner,1996）：
(a)一連串的平面波前以入射角 iθ ，波速 v靠近一光滑的平面鏡。
圖 V-3 反射示意圖 a。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(b)當 0=t 時，其中有一波前 pqr正好其 p點接觸到平面鏡，而波前與平面
鏡的夾角即為 iθ 。
160
圖 V-4 反射示意圖 b。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(c)經過一段時間τ後，其波前的 q接觸到平面鏡q′。而在 0=t 時的 p點所
產生的子波已經有了半徑為 τv 的波前，則直線 qp ′′ 即是由 p點到 q′點所產生所
有子波的包絡面。所以， qp ′′ 即為反射波前。
圖 V-5 反射示意圖 c。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(d)同理，在 τ2=t 時， p點產生的子波已有半徑為 τv2 的波前，q′點產生的
子波已經有了 τv 的半徑，而 rqp ′′′′′′ 即為反射波前。
圖 V-6 反射示意圖 d。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(e) 由 p點到q ′′ 點的距離為 τv2 ；由 r點到 r ′′ 點也為 τv2 。由 RHS 三角形相
等原理可得 rppprr ′′′′∆=′′∆ 。所以 rppprp ′′′′=′′′′∠ ，即 ri θθ ∠=∠ ，即證入射角等
於反射角。
161
圖 V-7 反射示意圖 e。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
4.漫射：當光照到不平整的表面時，由於各法線方向不一致的關係而產生漫
射，因此，我們能由各種方向看見物體。
圖 V-8 漫射示意圖
四、折射定律
1. 折射定律（或稱為 Snell's Law）：
折射定律:1.入射線、折射線、法線在同一平面,且入射線、折射線在法線的
兩
2. 2211 sinsin θθ nn = ，其中 1n 和 2n 分別為介質 1及介質 2的折射率。
2.利用惠更斯原理來證明折射定率（Lerner,1996）：
(a)當 0=t 時，有一道平面波前 pqr接觸到折射面於 p點，而波前與折射面
的夾角為 1θ 。
圖 V-9 折射示意圖 a。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
162
(b) 經過一段時間τ後，其波前的q接觸到折射面q′。而在 0=t 時的 p點所
產生的子波已經有了半徑為 τ2v 的波前，則直線 qp ′′ 即是由 p點到q′點所產生所
有子波的包絡面，所以， qp ′′ 即為折射波前。也就是說，仍在介質 1的部分波前
移動了 τ1v 的距離，而在介質 2 的部分波前已移動了 τ2v ，由圖形上可明顯的看
出 12 vv < 。
圖 V-10 折射示意圖 b。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(c) 同理，在 τ2=t 時， p點產生的子波已有半徑為 τ22v 的波前， q′點產
生的子波已經有了 τ2v 的半徑，而 rqp ′′′′′′ 即為折射波前。令 rp ′′ 的距離為 l。
圖 V-11 折射示意圖 c。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
(d) 由 p點到q ′′ 點的距離為 τ22v ；由 r點到 r ′′ 點為 τ12v 。則 lv /2sin 11 τθ = 、
lv /2sin 22 τθ = ，將上兩式消去後，可得2
1
2
1
sinsin
vv
=θθ
。定義：1
1 ncv = 、
22 n
cv = ，
所以可得1
2
2
1
sinsin
nn
=θθ
，或寫成 2211 sinsin θθ nn = 。
163
圖 V-12 折射示意圖 d。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
五、成像概念
(1)鏡前的物體 O發出（或反射）的光線經過平面鏡反射後，進入我們的眼
睛。
(2)由於我們的視線追蹤光線，所以這些光看起來好像源自鏡後的相交點，
而此相交點即為眼睛所看到物體 O的像（image）I。
(3)由於這些光的射線事實上並沒有通過相交點，所以這個像被稱為虛像
(virtual image)。
(4)〝虛〞這個字是用來把這種像和〝實〞像加以分別。在實像裡，光的射
線確實上有通過相交點。
(5)其他各種面鏡的成像也都可以由反射定律得到成像位置，並決定實像或
是虛像；同理，其他各種透鏡的成像都可以由折射定律得到成像位置，並決定實
像或是虛像(Halliday, et al. 1997)。
圖 V-13 成像示意圖。摘自 Lerner S.L. (1996) "Physics for scientists
and engineers"。
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概念正確度評分標準
第 5 小題概念正確度評分標準
+2 能決定像的位置，並標出物距＝像距。
+1 像的位置大致正確。但未標出物距＝像距。
0 像的位置不正確或未畫出。
第 6 小題概念正確度評分標準
+2 正確。
+1 有遵守反射定律，但只有一條線。
0 錯誤。
第 7、8、9 小題概念正確度評分標準
+2 確實由反射定律。
+1 有缺失，但大致正確。
0 未畫圖或畫圖不正確。
第 10 小題概念正確度評分標準
+2 全對。
+1 選錯一選項。
0 錯二選項。
-1 錯三選項。
-2 全錯。
其他小題概念正確度評分標準如表 3-4-1
附錄Ⅵ