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第二階段物理科課業輔導 電機類科 蔡哲銘 98.3.6 93～97年問答題各章節出題比例 93～97年計算題各章節出題比例 楊格的雙狹縫干涉實驗 實驗裝置的平面圖和波的干涉情形 屏上亮(或暗)紋的產生 （1）雙狹縫干涉：給λ、d數據，要使兩條第一暗紋正對兩狹  縫，求狹縫和屏幕之間的距離 （2）改成λ較小的光實驗，第一暗紋會移近或遠離中央線 （1） 為何不對？ （2） 薄膜干涉 當光從折射率小的介質傳至折射率大的介質時，則在兩介質界面處反射的光波，相位會呈反相 (與入射波有1800相位差) 當光從折射率大的介質傳至折射率小的介質時，則 在兩介質界面處反射的光波，其相位會呈同相。 薄膜干涉的結果 兩光波在不同界面處反射時所伴生的相位差呈反相時，則 兩光波在不同界面處反射時所伴生的相位差呈同相時，則 薄膜干涉的討論 兩光波在不同界面處反射時所伴生的相位差與兩光波的光程差相加為波長的整數倍(或半波長之偶數倍)則形成亮紋；反之，兩光波在不同界面處反射時所伴生的相位差與兩光波的光程差相加為半波長的奇數倍則形成暗紋。 上述的波長λ係指光在薄膜中傳播時的波長，與在空氣中傳播時的波長關係為 薄膜干涉： (台大電機93)一光線由介質A射入B，一部分反射回介質A，一部分穿透B射至介質C，其中又有一部分反射，一部分穿透。B介質厚度d，（na，nb， nc）=（1，2，1,）(A) d=λ/4 (B) d=λ/6 (C) d=λ/8 (D) d=λ/10a. 哪些為完全建設性干涉？ b. 哪些為完全破壞性干涉？ 如右圖，以532 nm光垂直入射，產生每公分15條之暗紋，求球直徑d = ？ 本題形成暗紋的條件為 2n2d = mλ，m= 0,1,2,… 其中。m = 0就是在玻璃片相接處，也恰會有一條暗紋。 若在 ΔL寬度裡有 Δm條暗紋， 則應有2n2 (Δd) = (Δm) λ，其中 ， 即水膜厚度變化為 ，則單位寬度裡的條紋數為 將已知條件代入上式則可得小球直徑為 (cm) 若知暗紋總數為k，扣除玻璃相接處的暗紋，則小球直徑約為 此法常用來測量微小顆粒或細線直徑，或鑑定平面是否平整。 兩質點m1，m2帶正電q1，q2，距離r，由靜止開始，互受斥力作用而分開，求兩物距離ra時兩質點之速度？（ra r） 動量守恆 動能守恆 質量同為m的ABCD四球，A與B以及C與D之間均以一彈力常數為k之彈簧連接，當AB皆以速度v（彈簧維持原長）前進，CD靜止時，B與C作正向完全彈性碰撞，問： （a）CD間彈簧最大壓縮量  （b）BC碰撞次數 （c）CD做何種相對運動  （d）CD球組質心末速 光 電 效 應 光電效應 光照射到物質的表面可產生自由電子的現象。 光電效應實驗裝置 1902年英國人列納所使用 光電效應的名詞簡介 光電子 光的照射而從到金屬的表面脫離的電子。 光電流 光電子所形成的電流。 截止電壓Vs 在光電管兩電極間施加一逆向電壓，以阻止光電子的運動，使光電流減少。當光電流減少為零，此時所加的逆向電壓稱為截止電壓Vs。 列納光電效應的實驗結果圖形 列納光電效應的實驗結果 光電子的產生與否，僅由入射光的頻率決定，而與入射光的強度無關。 入射光的頻率ν必須大於某一特定值ν0，才能產生光電流，此特定的頻率稱為底限頻率。底限頻率ν0所對應的波長稱為底限波長。 底限頻率ν0的大小和金屬靶的材質有關。 只要入射光的頻率大於底限頻率ν0，即使光的強度微弱，也能立即產生光電流。 以不同強度的單色光照射同一電極，發現光電流和照射光的強度成正比，而截止電壓Vs與入射光強度無關。 古典電磁學對光電效應的困難 光是電磁波，其電場(能量)的強度和光的強度有關，和頻率無關。因此不管光的頻率如何，只要時間夠長，應可產生光電子，與事實矛盾。 提高光的強度則可使金屬中電子所受的電場增加，因此光電子的動能應較大，但實驗結果截止電壓Vs與入射光強度無關。 愛因斯坦對光電效應的解釋(1) 基本假設： 採用量子的想法，認為電磁波是許多光量子所組成，每一光量子的能量為E = hν，其中h為卜朗克常數，ν為電磁波的頻率。 光子的能量不能