當光線從一個介質（初始介質，primary medium；折射率為 n）進入另一個介質（次級介質，secondary medium；折射率為 n’），下列何者最不適當？

本題考點

光線在兩介質界面的折射方向判斷，以及司乃耳定律（Snell’s law）的正確寫法。

正解理由

司乃耳定律的內容是「每個介質的折射率，乘上光線在該介質中與法線夾角的正弦值，兩邊相等」，也就是初始介質的 n 要配入射角 θ，次級介質的 n’ 要配折射角 θ’，寫成 n × sinθ = n’ × sinθ’。因為兩邊的乘積守恆，折射率較大的一側，sin 值必須較小，所以光線在高折射率介質中較靠近法線。選項 (D) 把 n 配給 θ’、把 n’ 配給 θ，介質與角度配錯對，這個等式不成立，敘述不適當，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   正確。由低折射率進入高折射率介質時，n’ 較大，依司乃耳定律 sinθ’ 要比 sinθ 小，折射角小於入射角，光線向法線偏折。

2. (B)

   正確。光學上「緻密」指折射率較高；由高折射率進入低折射率介質時，n’ 較小，sinθ’ 要比 sinθ 大，折射角大於入射角，光線偏離法線。

3. (C)

   正確。司乃耳定律正是用來量化折射的定律，θ 為入射角（在初始介質中與法線的夾角），θ’ 為折射角（在次級介質中與法線的夾角），定義無誤。

4. (D)

   不適當。等式兩邊的介質與角度配錯，應改為 n（sinθ）= n’（sinθ’），即每個折射率配上自己介質中的角度。

記憶點