物理 2020 年 DSE 選擇題（第 2 頁）

11.

圖 (1)：粒子 a 至 k 的平衡位置，相距 2 cm。圖 (2)：某一刻各粒子的位置，e、f、g 附近粒子密集；箭頭示波向右行進

圖 (1) 顯示粒子 $a$ 至 $k$ 在一介質中的平衡位置，各粒子的相互間距為 $2\ \text{cm}$ 。一頻率為 $5\ \text{Hz}$ 的縱波由左至右傳播。圖 (2) 顯示在某一刻各粒子的位置。求波的振幅和速率。

	振幅	速率
	$3.6\ \text{cm}$	$40\ \text{cm s}^{-1}$
	$3.6\ \text{cm}$	$80\ \text{cm s}^{-1}$
	$2.4\ \text{cm}$	$40\ \text{cm s}^{-1}$
	$2.4\ \text{cm}$	$80\ \text{cm s}^{-1}$

12.

圖示一週期為 $T$ 的行波在時間 $t=0$ 的部分位移-距離線圖。 $P$ 是波上的一個粒子。

波在 t = 0 的位移-距離線圖：餘弦形的波，由最大位移開始，向下經過標示的粒子 P（位移為零）

下列哪一線圖正確顯示從 $t=0$ 起計該粒子的動能 $E$ 在一週期內的變化？

A.

B.

C.

E 對 t（0 至 T）：由最大值開始，下降至零，再升至最大值，再下降至零，再升至最大值（兩個循環）

D.

E 對 t（0 至 T）：由最大值開始，在 T/2 下降至零，在 T 回升至最大值（一個循環）

13.

一單色光以同一入射角分別從介質 $X$ 和 $Y$ 傳播至另一介質 $Z$ ，如圖所示。

兩幅圖：光線分別由介質 X（左）和介質 Y（右）向上穿過邊界進入介質 Z；折射線與邊界面分別成角 α 和 β

在 $Z$ 相應的折射線跟邊界面分別成角 $\alpha$ 和 $\beta$ （而 $\alpha > \beta$ ）。哪一介質 ( $X$ 或 $Y$ ) 有較大的折射率 ? 光在哪一介質中 ( $X$ 或 $Y$ ) 傳播較快？

	折射率較高的介質	光傳播較快的介質
	$X$	$X$
	$X$	$Y$
	$Y$	$X$
	$Y$	$Y$

14.

一以波長 $\lambda_1$ 和 $\lambda_2$ 組成的光束法向入射一衍射光柵。在所得衍射圖樣中，波長 $\lambda_1$ 的第三級衍射跟波長 $\lambda_2$ 的第四級衍射重疊。如果 $\lambda_1$ 為 $680\ \text{nm}$ ，求 $\lambda_2$ 。

15.

圖示一典型的楊氏雙縫實驗裝置。

楊氏雙縫實驗裝置：單色光源、寬度為 w 的單縫、間距為 d 的雙縫，以及與雙縫相距 L 的屏幕

要在屏幕上得到可觀察的條紋圖樣，以下哪一組合為最佳的設置？

$w$	$d$	$L$
$0.1\ \text{mm}$	$1\ \text{mm}$	$10\ \text{m}$
$0.1\ \text{mm}$	$1\ \text{mm}$	$1\ \text{m}$
$1\ \text{mm}$	$0.1\ \text{mm}$	$1\ \text{m}$
$1\ \text{mm}$	$0.1\ \text{mm}$	$0.1\ \text{m}$