109 年特考第二次 · 驗光生 · 眼鏡光學概要第 19 題 · 單選 · 2 分

當光線從空氣進入玻璃,若入射角是 20 度,折射角會是幾度?(空氣與玻璃之折射係數分別為 1.00 及 1.52)(sin20°=0.342, sin15°=0.258)

  1. A25 度
  2. B18 度
  3. C15 度
  4. D13 度正解 ✓

官方答案 D

出處:109 年特考第二次專門職業及技術人員普通考試驗光生考試「眼鏡光學概要」第 19 題(場次代碼 109180,全卷 50 題)。答案以考選部公布為準,本站不修改官方答案。

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本題考點

司乃耳折射定律 n1 sin i = n2 sin r;光由低折射率介質進入高折射率介質時向法線偏折,折射角小於入射角。

正解理由

依司乃耳定律,1.00 × sin20° = 1.52 × sin r,所以 sin r = 0.342 / 1.52 = 0.225。題目給的 sin15° = 0.258,而 0.225 < 0.258;正弦在銳角範圍內隨角度遞增,可知折射角必定小於 15 度。進一步以反正弦的展開式 arcsin x = x + x³ / 6(弧度)計算:0.225 + 0.0019 = 0.2269 rad,換成角度為 0.2269 × 180 / 3.1416 = 13.0 度,故選 D。

逐項排除

  1. (A)

    錯。25 度大於入射角 20 度,代表光線遠離法線偏折,只會發生在光由高折射率進入低折射率介質時;本題由空氣進入玻璃,折射角必須小於 20 度,應為 13 度。

  2. (B)

    錯。18 度雖小於 20 度,方向正確,但 sin r 必須等於 0.225,比 sin15° 的 0.258 還小,折射角應小於 15 度,18 度偏大。

  3. (C)

    錯。15 度的正弦是 0.258,不等於所需的 0.225;折射角必須比 15 度更小,應為 13 度。

  4. (D)

    對。sin r = 0.225 小於 sin15° = 0.258,折射角小於 15 度,計算得 13 度。

演算步驟

  1. 公式:n1 sin i = n2 sin r。
  2. 代入:sin r = 1.00 × 0.342 / 1.52 = 0.225。
  3. 比較:0.225 < sin15° = 0.258,r < 15°。
  4. 換算角度:x³ / 6 = 0.225 × 0.225 × 0.225 / 6 = 0.0019;
  5. r = 0.225 + 0.0019 = 0.2269 rad;
  6. 0.2269 rad × 180 / 3.1416 = 13.0 度。
  7. 結果:折射角 13 度。

記憶點

進入較密介質向法線靠、折射角變小;進入較疏介質遠離法線、折射角變大。

內容更新 2026-10-08 · 詳解為 AI 生成並經程式關卡與覆核,僅供國考複習,不構成驗光、配鏡或醫療建議 · 回報錯誤

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