一、電磁波
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特性
- 電磁輻射不需介質即可以波的形式傳播,故又稱為電磁波。
- 電磁波的傳播方向、電場方向與磁場方向,三者互相垂直。
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常見的電磁波
- 肉眼可以辨識者:可見光,其波長約在 400~700 nm 之間。
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肉眼無法辨識者:
- 波長較可見光短:飲水機內殺菌用的紫外線、檢查身體用的 X 光、可殺死癌細胞的 γ 射線。
- 波長較可見光長:電視遙控器發射的紅外線、加熱食物用的微波、傳遞訊號的無線電波。
二、光的性質(波粒二象性)
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光的波動性
- 光是一種電磁波,在真空中以光速(3.00 × 108 m/s)前進。
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光速為波長 λ 與頻率 f 的乘積:
c = λ × f
其中:
c(光速) = 3.00 × 10⁸ m/s
λ(波長),單位:m(1 nm = 10⁻⁹ m;1 Å = 10⁻¹⁰ m)
f(頻率),單位:1/s(Hz)
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光的粒子性
- 普朗克提出光子的能量 E 與頻率 f 成正比。
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愛因斯坦提出出光可視為以光速運動的粒子流,這些粒子稱為光子。
一個光子的能量:E = hf = h × (c / λ)
h(普朗克常數):6.626 × 10-34 焦耳・秒(J·s)
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電磁波的波長愈短、頻率愈高、能量愈大。
註:電磁波的能量與頻率成正比,與波長成反比。
γ射線 X射線 紫外光 可見光 紅外光 微波 無線電波 波長 短 ➡︎ 長 頻率 高 ⬅︎ 低 能量 大 ⬅︎ 小