(一)雷射的特色與用途：

A、 雷射光的特色：

1. 雷射光就是只含【一】種頻率的光 (【單】色光)。

2. 雷射的原文為【LASER】，本來是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 的縮寫，意思是【激發輻射】的放射所引起的光之放大。

3. 雷射是【二十】世紀【五O】年代才誕生的光，應用非常廣泛，
無論在工業、醫療、娛樂等方面都可看到它的蹤跡。

4. 當白光光源通過【三稜鏡】後，白光會產生【色散】現象。

5. 因為雷射光是【單色】光，若以雷射光通過【三稜鏡】，就不會發生【色散】現象。
【註】：雷射光有折射，但是不會色散。

B、 雷射光的種類：

1. 【氣體】雷射：氦、氖雷射、二氧化碳雷射、……等。

2. 【液體】雷射：又稱為染料雷射(dyelaser)

3. 【固體】雷射：紅寶石雷射、玻璃雷射……等。

C、 雷射光的性質：

1. 單 一 性：光色單純。

2. 擴散性小：雷射光束【細】而【直】，幾乎不會向外擴散。
強力【聚光燈】向天空照射，探照燈的強光傳播一段距離後，會散開
成【錐狀】。雷射光向天空照射，即使傳播長距離，仍能保持
【直線】，不會散開成【錐】狀。

3. 集 中 性：雷射光具能量【集中】的特性，可【直線】集中前進，表示
【集中性】性良好。

4. 高 能 量：如果使用【凸透鏡】，可將雷射光集中於極微小的一點，而產生
【高能量】密度。

5. 危 險 性：使用時，【眼睛】絕不能【直視】雷射光源。

D、 雷射的一些應用實例：

1. 【醫療】用雷射：雷射手術可以用來除斑、開刀、止血、針灸。
眼科方面常用來治療網膜剝離、近視等。
在操作雷射的同時，應注意到安全。

2. 【生活】的雷射：雷射磁碟(光碟片)可儲存龐大的資料;
此外還有雷射印表機、傳真機等，
還可以利用雷射拍立體照片或影片。

3. 【工業】用雷射：現代工業中扮演不可或缺的角色，鑽孔、切割、焊接等加工
都少不了它。雷射的加工製品，材料損耗率低，且加工處平
整，品質極佳，信賴度高。

一、選擇題：

____1. 下列敘述何者不正確?
(A) 雷射光通過三稜鏡後，會產生明顯色散現象 (B)精密機械工業利用雷射光代替量測儀以量測或檢校長度勺角度、平直尺或表面滑度等 (C)汽車設計工程師可利用雷射光來推算最符合流體力學原理的汽車模型 (D)實驗室中，雷射光可用來測量電流的強度。

【解答】：【A】

【解析】：雷射光不會發生色散現象。

____2. 下列敘述何者正確?
(A)固體雷射例如紅寶石雷射可以發出強紅色光線以熔化硬的物質或鋼鐵的穿洞 (B)氣體雷射例如氦氖雷射可以發射穩定細窄的紅光 (C)液體雷射所發出的光頻率通常可以調整實驗室，常用於研究原子和分子的特性 (D)以上皆是。

【解答】：【D】

【解析】：各項用途皆為雷射光的特性應用。

____3. 挖掘隧道埋設地下管線時可利用雷射光協助定線或定位，它是利用雷射光的哪些特性?
(A)直線前進 (B)高能量 (C)低擴散 (D)以上皆是。

【解答】：【C】

【解析】：挖掘隧道，埋設管線，是利用雷射光的低擴散性，可因細而直的特性，嚐做長距離的定位校準。

____4. 下列敘述何者不正確?
(A)科學家利用雷射光的低擴散性和光色單性的特性發展出許多最新的測量技術 (B)雷射所使用的材料與雷射光的強度無關 (C)雷射的應用有的只利用雷射的某一個特性 (D)雷射光細窄平行直進。

【解答】：【B】

【解析】：使用不同的材質做為雷射激發的材料，以及內部的靜謐電路設計，可以發出不同強度的雷射光源。

____5. 關於雷射，下列何者不正確?
(A)波長不同 (B)頻率不同 (C)速率不同 (D)用途不同。

【解答】：【C】

【解析】：雷射光依功能及製造方式，發出不同的光線，但雷射光在介質中的速率，和其他光源的速率相同。

____6. 太空人曾經將一面反射鏡留在月球上，人類利用雷射光照到月球上的鏡子，測量反射光束再返回地球的時間以測量地球和月球問的距離，上述方法主要是利用雷射的
(A)擴散性小 (B)光色單純 (C)同調性 (D)高能量性。

【解答】：【A】

【解析】：太空人測量雷射光長距離的照射，可以成功地反射光線，是由於雷射光的低擴散性。

____7. 下列敘述何者不正確?
(A)雷射手術刀代替以前的手術刀易使病患流血和疼痛 (B)香煙濾嘴的細孔及隱形眼鏡的切割可以雷射光來處理 (C)超級市場收銀台使用雷射和電腦結合的掃瞄系統準確讀取物品標籤上的粗、細條紋以辦別物品名稱、尺寸、價格等資料 (D)雷射音響利用雷射光束來「讀」取雷射唱片上的光訊號，然後將光訊號轉變成優美的音樂。

【解答】：【A】

【解析】：雷射光利用細而直的小面積，可以精準地進行醫療用途，不會導致病患的流血疼痛，並且可以減少傷口的破壞，避免留下疤痕。

____8. 雷射光以何種方式傳播?
(A)直線前進 (B)曲線前進 (C)弧形前進 (D)波浪前進。

【解答】：【A】

【解析】：雷射光為單一頻率，遵守一般光的特性，能直進，遇到障礙物會反射。

____9. 在工業上的鑽孔、切割、焊接等的加工利用雷射光的哪種特性?
(A)低色散 (B)高能量 (C)低擴散 (D)以上皆是。

【解答】：【B】

【解析】：雷射光作為工業上的焊接用途是由於高能量的特性。

____10. 夜晚時，以下列何種光束投射在相同距離的光屏上所呈現的亮區最小?
(A)紅色光 (B)藍色光 (C)紫色光 (D)雷射光。

【解答】：【D】

【解析】：雷射光因細而直的低擴散性，因此長距離照射下，所呈現的面積依然最小。

____11. 為證明雷射光是為單色光，可用下列何種鏡?
(A)凸透鏡 (B)三稜鏡 (C)平面鏡 (D)凹透鏡。

【解答】：【B】

【解析】：雷射光通過三稜鏡會折射，但是不會色散，可以證明雷射光只有單一頻率。

____12. 雷射光具有下列何種性質?
(A)單色光 (B)能量集中 (C)光束細而長 (D)以上均是。

【解答】：【D】

【解析】：雷射光的優點：單色光、細而直、能量集中。

____13. 雷射光為單色光，指的是雷射光
(A)必為白色 (B)必為紅色 (C)必為綠色 (D)可為任一顏色，但一種雷射祇含一種光。

【解答】：【D】

【解析】：雷射光的特性為單色光，但不一定是可見光，有些可能是在不可見光的範圍。

____14. 雷射光能傳遞的距離遠較普通光線為大，是因為雷射光具有下列何種性質?
(A)單色光 (B)光束細而長 (C)能量集中 (D)直線傳播。

【解答】：【B】

【解析】：雷射光能遠距離傳遞，是由於雷射光的集中性，可長距離傳遞，避免擴散。

____15. 軍事上使用的採照燈，為了使照射的距離增長，且能鎖定目標，而使用雷射光，因雷射光具有
(A)單色光 (B)光束細長 (C)能量集中 (D)不產生折射。

【解答】：【B】

【解析】：探照燈為了鎖定目標，做長距離的照射，可以避免擴散，這是由於雷射光細而直的優點。

____16. 有關雷射使用的敘述，何者錯誤?
(A)所有的雷射都會輕易的傷害眼睛，所以儘量減少雷射晚會 (B)有些雷射會傷害眼睛，使用時不得正視它 (C)雷射的發現，使唱片的面積縮小 (D)雷射可用來切割金屬。

【解答】：【A】

【解析】：雷射光有其優點及可能導致的缺點，但在生活上的用途逐漸普遍，因此只要能避免危險，適當地使用，可以使生活更便利。

____17. 甲:娛樂用途，乙:醫學用途，丙:工業用途，丁:國防用途，以上能使用雷射者為
(A)甲、乙 (B)乙、丙 (C)甲、乙、丙 (D)甲、乙、丙、丁。

【解答】：【D】

【解析】：雷射的用途已廣泛用於生活、醫療、工業、國防等各方面。

____18. 雷射光和一般的光線有那些不同性質?
(A)雷射光不產生反射 (B)雷射光不產生折射 (C)雷射光不依直線傳播 (D)雷射光不產生色散。

【解答】：【D】

【解析】：雷瑟光為單色光，僅有單一頻率，，但是不會發生色散。

二、填充題：

1. 因為雷射光是一種單色光，所以雷射光通過三稜鏡後不會產生【色散】現象。

2. 雷射光因為具有【能量】集中的特性，所以可以用來切割金屬。

3. 雷射光具有：

甲、雷射是一種【單】色光；

乙、雷射光束；

丙、雷射光具有【能量】集中的特性。

4. 能夠切割物體的光是【雷射光】。

5. 雷射光用肉眼是否看得見？答：【不一定】。

6. 如圖，甲、乙是兩個光源，其中有一個是雷射光，另一個為一般光，試回答下列問題： 　

(1)何者是雷射光？答：【甲】。

(2)何者能夠產生高溫？答：【甲】。

7. 如圖所示是工業中切割鋼鐵的工具，請回答下列問題：

(1)某光源一般是指【雷射光】。

(2)在虛線中的物體是【凸透鏡】。

8. 甲是一束細小的光，經過三稜鏡時，分散成一大束色光，則：

(1)光經過三稜鏡時方向改變，這種現象稱為【色散】。

(2)圖中這一大束色光，最上面的光a為【紅光】，最下面的光b為【紫光】。

(3)甲是不是雷射光？答：【不是】。

是非題：

____1. 光可以多種形式，如陽光；螢光、燭光……等，連加熱至高溫狀態也能發光。

【解答】：【○】

____2. 光波和聲波皆可在真空中進行，不一定需要靠介質。

【解答】：【×】

【解析】：光在真空中能傳播，聲音在真空中無法傳播。

____3. 日光下，電線桿有影而電線無影，是因為陽光太強。

【解答】：【×】

【解析】：電線無影，是由於電線太細，本影無法到達地面。

____4. 我們發現太陽光透過樹葉空隙射至地面，均為小圓形的亮斑，可藉此判斷樹葉的空隙是圓形的

【解答】：【×】

【解析】：樹蔭下葉縫的圓圈亮點，是由於樹葉縫隙作為針孔，利用光線直進經過縫隙，在地面上形成太陽的影像。

____5. 如果點光源比障礙物小很多，則在障礙物的後方的影子會比障礙物小。

【解答】：【×】

【解析】：點光源在障礙物背後所形成的影子，比障礙物大。

____6. 張開嘴巴看不到胃，是因為光線太弱。

【解答】：【×】

【解析】：嘴巴張開看不到位，是由於光線直進，無法轉彎的緣故。

____7. 陰影的形成是由於光速太快。

【解答】：【×】

【解析】：陰影的形成，是由於光直線前進所造成。

____8. 影子的形狀必定與被照體的形狀相同。

【解答】：【×】

【解析】：影的形狀和物體的形狀不一定相同。

____9. 太陽愈高，則路邊樹木的影子將愈長。

【解答】：【×】

【解析】：太陽愈高，所形成的影子將愈短。

____10. 光速在真空中為3 ×10⁵公尺/秒。

【解答】：【×】

【解析】：光速為3×10⁸ 公尺／秒

____11. 光在各種介質中的速率都不相同，而在真空中的速度最快。

【解答】：【○】

【解析】：光速：真空＞氣體＞液體＞固體。
光在真空中的速率為所有速度的極限。

____12. 伽利略測量光波的波速失敗的原因是光線太暗了。

【解答】：【×】

【解析】：伽利略是以測量聲音的方法測量光速，因人的反應時間遠大於光傳遞所費的時間，因此無法測出光速的大小。

____13. 第一位在地面上測量光速成功的科學家是伽利略。

【解答】：【×】

【解析】：第一位在地面成功測出光速的科學家是法國菲佐。

____14. 聲波在空氣中的速率比在玻璃中的速率快。

【解答】：【×】

【解析】：聲速：固體＞液體＞氣體；在玻璃中的聲速＞空氣中的聲速。

____15. 光波在玻璃中的速率比在空氣中的速率慢。

【解答】：【○】

【解析】：光不需介質，因此玻璃中速率＜空氣中速率。

____16. 若真空中的光速為C，則外星人的太空船速度不可能達到1.2C。

【解答】：【○】

【解析】：光速是所有速度的極限，任何速度不可能超越光速，因此不可能有1.2C的速度。

____17. 光年是在天文上測量距離的單位。

【解答】：【○】

【解析】：光年為光走一年的距離，為天文上測量星球間長距離的單位。

____18. 打雷時，先看到閃光後聽到雷聲是因為閃光距離我們比較近。

【解答】：【×】

【解析】：大擂時先見到閃電，後聽到雷聲，是因為光速＞聲速。

____19. 聲音的反射稱為回聲，光不是聲音，因此不會發生反射。

【解答】：【×】

【解析】：光和聲音愈到障礙物都會有反射。

____20. 在暗房中欲看到甲物，需用手電筒直射我們的眼睛。

【解答】：【×】

【解析】：在暗房中欲見到甲物，只要以手電筒照射甲物體即可。

____21. 光線遇到凹凸不平的表面不發生反射。

【解答】：【×】

【解析】：光遇到凹凸不平的表面會有反射，所有的表面均有反射發生，且都遵守反射定律。

____22. 光線入射方向垂直於平面鏡，則表示入射角為90度。

【解答】：【×】

【解析】：光垂直入射平面鏡時，入射角0度，反射角0度，垂直入攝，垂直反射。

____23. 所謂的入射角是指入射線和反射面的夾角。

【解答】：【×】

【解析】：入射角是指入射光線和法線的夾角。

____24. 法線必過入射點與反射面平行。

【解答】：【×】

【解析】：法線通過入設點，且和界面相垂直。

____25. 湖面的倒影會遵守光的反射定律。

【解答】：【○】

____26. 我們照鏡時，欲從鏡中看到自己的全身，鏡長需和身高相等。

【解答】：【×】

【解析】：依平面鏡的成像原理，欲見到平面鏡中全身的自己，只需要鏡的長度為身高的一半即可。

____27. 人向平面鏡靠近1公尺時，人與像的距離變縮短了1公尺。

【解答】：【×】

【解析】：人向平面鏡靠近1公尺，向也向平面鏡靠近1公尺，因此人和像的距離將減少2公尺

____28. 只要是鏡面，不論是凸面鏡或是凹面鏡，都是依據反射定律的原理成像。

【解答】：【○】

____29. 與要是面鏡都能聚光。

【解答】：【×】

【解析】：凹面鏡能聚光，凸面鏡能散光。

____30. 放大鏡能會聚光線，故也是凹面鏡的一種。

【解答】：【×】

【解析】：放大鏡為凸透鏡。

____31. 凹面鏡的聚光是利用光線的直進原理。

【解答】：【×】

【解析】：凹面鏡是利用光的反射原理，將光聚在焦點上。

____32. 汽車的後照鏡是由平面鏡所構成。

【解答】：【×】

【解析】：汽車後照鏡為凸面鏡，目的在縮小影像，增加視野。

____33. 平行光入射至凹面鏡都會把反射光線會聚在焦點上。

【解答】：【○】

____34. 物體經平面鏡成像的位置，會隨著鏡子的大小而改變。

【解答】：【×】

【解析】：平面鏡的成像位置與物距有關，和平面鏡的大小無關。

____35. 光線由空氣中射至水中時，其折射線會偏離法線。

【解答】：【×】

【解析】：光由空氣涉入水中，因速度減慢，折射線偏向法線。

____36. 光線由水中射至空氣中時，其折射角會小於入射角。

【解答】：【×】

【解析】：光由水中涉入空氣，因速率變快，折射角度變大。

____37. 折射角的大小和入射角的大小無關。

【解答】：【×】

【解析】：入射角愈大，折射角也將會愈大。

____38. 光線從空氣中進入水中，無論入射角度為何，光線的進行方向都必定會發生折射。

【解答】：【×】

【解析】：當光線垂直入射入介質時，因入射角0度，此時折射角0度，方向不發生偏折。

____39. 晚上天空星光閃爍不定，是由於光經過密度不均勻的大氣層中，引起反射的緣故。

【解答】：【×】

【解析】：星光閃爍不定，是由於光在大氣層中因密度不均勻，折射的結果。

____40. 我們所見到的太陽實際上是它的像，其位置比實際的太陽位置低些。

【解答】：【×】

【解析】：由於折射的緣故，太陽所見的位置比實際高些，日出前已見到太陽，日落後依然可見到太陽。

____41. 水中的魚看天空的鳥，見到的距離比實際距離還近，這是由於光的折射現象。

【解答】：【×】

【解析】：由於折射現象，水中的魚看空氣中的飛鳥，所見到的距離比實際距離遠。

____42. 光從空氣到水中，不論反射或是折射，其頻率都不變，但是速度變小了。

【解答】：【×】

【解析】：光從空氣到水中，發生折射，速率變慢，折射角偏向法線，但是頻率不變。
光在水面發生反射時，回到元介質，頻率速率及週期等都不變。

____43. 光從水中到空氣時，不論入射的角度多大，都一定會發生折射。

【解答】：【×】

【解析】：當光線垂直入射入介質時，因入射角0度，此時折射角0度，方向不發生偏折。

____44. 光從空氣到水中的運動速率，由於介面發生部分反射，因此入射到水中的速率變慢。

【解答】：【○】

____45. 光從空氣到水中的運動，入射光線與折射光線的亮度都相等。

【解答】：【×】

【解析】：光從空氣到水中反射或折射時，音介面吸收部分光線，因此反射或折射的亮度將漸少。

____46. 凸透鏡可以產生縮小的正立虛像。

【解答】：【×】

【解析】：凸透鏡將物體置於焦點內，可以有放大正立虛像，不會產生縮小正立虛像。

____47. 凹透鏡可以有縮小的倒立實像。

【解答】：【×】

【解析】：凹透鏡可以有縮小正立虛像，但沒有縮小實像。

____48. 凸透鏡能產生實像的最小距離為f(焦距)。

【解答】：【○】

____49. 凸透鏡的實像必須由紙屏呈現，否則則用眼睛看不到像。

【解答】：【×】

【解析】：紙屏只能成立實像，無法呈現虛像；眼睛則實像及虛像接可以見到。。

____50. 物體經由一次成像，則實像必定倒立，虛像必定正立。

【解答】：【○】

____51. 凸透鏡的成像，是光線經透鏡直線傳播所形成的像。

【解答】：【×】

【解析】：凸透鏡成像是光線經透鏡折射所造成的影像。

____52. 虛像都是類似平面鏡經由光的反射所形成、

【解答】：【×】

【解析】：面鏡是經由反射成像，透鏡是經由折射成像。

____53. 凸透鏡所形成的實像，是由於光的直線傳播所形成的像。

【解答】：【×】

【解析】：凸透鏡所得到的石像，是物體置於焦點外，形成倒立實像，為折射造成的結果。

____54. 放大鏡有聚光的作用。

【解答】：【○】

____55. 放大鏡所形成像，只有放大的正立虛像。

【解答】：【×】

【解析】：放大鏡所形成的像，有放大正立虛像、放大倒立實像、放大縮小實像。

____56. 凸面鏡若形成實像，則物體與像的最小距離為2個焦距。

【解答】：【×】

【解析】：物體置於焦點外，即可能產生實像；因此物至少距離一個焦距。

____57. 凸透鏡若形成實像，則物體愈靠近焦點，則其像也會愈靠近焦點，且會愈大。

【解答】：【×】

【解析】：凸透鏡不論時象或虛像，物體愈靠近焦點，則產生的像愈大，也將愈遠。

____58. 若凸透鏡的虛像，則物體愈靠近焦點，則像會愈大。

【解答】：【○】

____59. 凹透鏡所形成的像，會隨著物體靠近透鏡而逐漸變小。

【解答】：【×】

【解析】：物體靠近凹透鏡時，所形成的像會逐漸變大，並且像也逐漸靠近透鏡，但是像仍比物體小。

____60. 不論何種透鏡成像，物體的移動恆與像的移動同方向。

【解答】：【○】

____61. 太楊光經過面鏡反射後會產生色散的現象。

【解答】：【×】

【解析】：陽光經三稜鏡折射，因不同色光在三稜鏡中的速率不同，因此發生色散的現象。,

____62. 紅光經過三稜鏡後，會分散產生紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的光譜。

【解答】：【×】

【解析】：紅光只有單一顏色，會發生折射，但是不會有色散現象。

____63. 黃色的光若被紅色吸收後，會呈現綠色。

【解答】：【×】

【解析】：黃光(包含綠光和紅光混合)，當照射在紅紙上時，紅紙反射紅色，吸收綠色，因此呈現的顏色為暗紅色。

____64. 不能透光的藍色塑膠桶，因為光白色照射，僅讓藍光通過，而吸收其他的色光。

【解答】：【×】

【解析】：不透光的藍色塑膠桶，將其他顏色都吸收，只反射藍色光。

____65. 月球上沒有大氣層，因此所見到的天空為藍色，是因物空氣分子對藍光的散射能力最弱。

【解答】：【×】

【解析】：月球沒有大氣層，所以光線無法散射，因此所見到的天空為黑的。

____66. 光的三原色是紅黃藍等三種色光。

【解答】：【×】

【解析】：光的三原色為紅、綠、藍。

____67. 紅光和藍光產生混合，會形成綠光。

【解答】：【×】

【解析】：紅光和藍光混合成洋紅色。

____68. 紫外線的強度到達7級以上會有危險，表示會有危險。

【解答】：【×】

【解析】：紫外線共分15級，七級以上稱為過量，10級以上稱為危險，要避免外出，或需做好防護措施。

____69. 被太陽光照射，物體會熱，是由於紅外線是熱線。

【解答】：【○】