一般相机所拍底片与全像照相所所拍底片有什麼不同.doc

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95 物理學概論期末考試解答V2
一、 一般相機所拍底片與全像照相所所拍底片有什麼不同？
Ø 立體性：一般的攝影術，所紀錄的是目標物上各點光線的強度，所以只能顯示平面影像；而全像術還可紀錄各點反射光的深度相位關係，故可展現立體的實物像片。
Ø 完整性：一般底片的部分區塊只紀錄物體的部分的影像；但全像片的上每一小部分均紀錄有物體全部的影像，即使破損仍不影響再現後的物體全像。
Ø 重置性：一般底片若重覆曝光，則影像將重疊而互相干擾，但全像片可調變參考光或物體光在底片上的入射角度重覆曝光在同一張底片上，再以對應的再現光或觀察者角度來再現各互不相擾的影像。
Ø 保密性：全像片的再現必要條件是必須有與原參考光相同的再現光，因此參考光的入射角度及複雜的波前形式就是非常關鍵的密碼。
Ø 正負一致性：一般底片的正、負片有明暗的相反差異，故在複製過程中常須多加正、負反轉的程序，但全像片不論正、負均產生相同的影像效果。
二、 光是什麼？波動還是粒子？
Ø 光是電場、磁場的波動，又稱電磁波。同時具有粒子與波動性。
三、 如何利用偏振片強化夕陽在水面的倒影？原理為何？
Ø 使用水平偏振片。
Ø 因反射光的水平電場比較多，使用水平偏振片能使同方向的水平電場順利通過。
四、 紅色、綠色的雷射光經過相同的光柵可有什麼不同的結果？
Ø 因兩種顏色的雷射光波長不同，所以通過相同的光柵時，光點之間的距離也會不一樣。
五、 把海森堡對「實驗觀測意義」的反省推廣到我們感官視覺的「看」上，會有什麼推論？
Ø 可以把「看」的對象分成以下兩種
1. 自然本身。
2. 自然根據我們的身心結構的展現－我們所看到的不是外面景物本身，而是外面景物經由我們的『眼睛』所展現的相。
六、 光是電磁波，請圖示之。
Ø
y
電場
x
磁場 （電磁波）
z
七、 光波長500nm其頻率為 6×10的14次方Hz_ ，每個光子（光能量包）的能量為3.96×10的-19次方焦耳。
Ø C＝f×λ => f＝ ＝（3×10）/（500×10）＝6×10HZ
Ø E＝h×f＝（6.6×10）×（6×10）＝39.6×10＝3.96×10（焦耳）
八、 為什麼夕陽呈現紅色？光的散射與頻率有關，頻率高散射率_強_，夕陽經過的大氣最_多_，因此_藍（高頻）_光被散射得多，所以夕陽就呈現橙紅色。
九、 你能解釋天空為什麼是藍色嗎？漫射：因反射面粗造，將光往各方向反射。
Ø 主要是由於太陽光線散射的結果。大氣中充滿了微小的空氣分子及懸浮粒子，當光線照射時會造成散射，波長越短的光線越容易形成散射，但由於人眼睛感受不到紫外光，於是感覺藍色光特別得強，也就是蔚藍的天空（波長較長的紅、橙、黃色光散射的較弱）。
Ø 若是天空中有塵埃或大於空氣分子的顆粒，則連紅光等其他色光也會容易被散色，於是天空就顯得白白的。
Ø 夕陽為何是紅色的？早晨，陽光通過厚厚的大氣層，這時紫光和藍光被強烈散射，到達地平線時，已剩下無幾，餘下的只是波長較長的紅、橙光。
十、 折射：光由一介質進入另一介質，因為在不同介質，光行進的_速度_不同而造成行進方向偏折。
十一、 夏天地面溫度高，空氣_折射率_變化大，光線經過會偏折使得遠處物體看起來有倒影，此現象稱為_海市蜃樓_。
十二、 光的費瑪原理（Fermat’s Principle）：光行走__最短__的路徑。
十三、 為什麼三稜鏡會將陽光分成七彩。
Ø 光透過三稜鏡時會產生色散，是因為不同顏色（波長）的光由一介質進入另一介質時會產生折射，造成各種顏色的光行進方向分散開來。
Ø 紅光（波長長）在玻璃中的行進速率比紫光（波長短）快，所以被偏折的角度較小，紫光則較大。（v＝f×λ）
十四、 光不是走直線嗎？為什麼光能在彎曲的光纖內傳播？
Ø 光從高折射係數介質進入低折射係數介質時，入射光全部反回原來的媒質中，這種現象叫做全反射。反射時光線傳導損耗很少，因此信號可以傳輸到極遠的距離。
十五、 折射會使游泳池看起來較深還是較淺？圖示說明。
Ø 光在水中的折射會使游泳池看起來較淺。
十六、 是把光看成波動，干涉與繞射是波動的兩種重要特性。所謂 繞射 是指波穿過一小洞、或障礙物時有擴散開的現象；所謂 干涉 是指波動相會時，有加強或相消的效果
十七、 如果是波峰遇到波峰、波谷遇到波谷，結果使波的振動_增強_，稱為_建設性干涉_
十八、 拿著偏振片看經由水面反射的燈光倒影，轉動偏振片時倒影的亮度會改變。據此實驗發現，可以得到什麼推論？
Ø 水面反射的光其光線的電場方向大致相同（水平電場較多）。
十九、 同一波長的入射光經過不同密度的光柵有什麼不同的結果？
Ø 光柵的密度越密，光散射（繞射）的效果越明顯，而且會呈正比增加。
二十、 一般未偏振光的電場，落在各方向的機會_相等_，我們就用相交的垂直與水平表示之。
二十一、 能將某一特定方向電場吸收只讓相垂直方向的電場通過的裝置稱為_垂直偏正片_。
二十二、 立體劇場能看到立體影像的原理為何？
Ø 利用兩片偏振方向互相垂直的偏光片來濾掉不要的光線，播放時利用兩架同步放映的放映機，掛上互相垂直的偏極鏡頭，左右眼再戴上互相垂直的偏光眼鏡，如此左右眼便可看到不同的影像，立體感便由此而生。
二十三、 為什麼暗房要用紅色燈光？
Ø 因紅色的光線光波較長，所以能量較少，對底片的影響亦較少。
Ø 分色片只感受紫、藍、黃、綠色光，對紅光不敏感，因此顯影時可在暗紅色燈光。
二十四、 惠更斯認為光是_波動_，牛頓則認為光是_粒子_ 。
二十五、 「楊氏_雙狹縫實驗_」證明光具備只有波動才有的干涉性質，因此「波動說」就被公認了。
二十六、 愛因斯坦提出：若要合理解釋「光電效應實驗」必須把光當做_粒子_。
二十七、 電子顯微鏡、電子繞射等顯示電子具有_波動性_。
二十八、 哥本哈根學派的海森堡（Heisenberg）反省了「實驗觀測的真正意義」有什麼見解？
Ø 我們所觀測到的不是自然本身，而是自然根據我們探索它的方法的展現。
二十九、 我們可以把「看的對象」分成「自然本身」以及_自然根據我們的身心結構的展現_。
三十、 電子是波動還是粒子？
Ø 電子具雙重性，它同時具有粒子性與波動性。
三十一、 電子雙狹縫干涉實驗，調整到每一瞬間只有單一電子從電子槍射出，結果在後面屏幕上呈現的分佈為雙狹縫的繞射干涉條紋！可以得到什麼推論？
Ø 電子是具有波動性的。一顆電子似乎是分成兩部分同時經過兩個狹縫，通過狹縫後還會互相影響產生干涉。
三十二、 哥本哈根學派的Max Born對電子雙狹縫干涉實驗提出如下的詮釋：「電子在離開電子槍到達屏幕之前，我們並沒有進行觀測，此時電子是以_機率波_的形式通過兩狹縫，因而會發生干涉。」把這詮釋加以推廣就得到：「在量子物理的領域裡，事件未經測量之前是以_機率分佈_的形式存在；當對事件加以觀測時，本來遍布空間的機率分佈，瞬間『縮併』到特定的空間範圍來，事件則以具象的方式來呈現。」
三十三、 說明海森堡的「測不準原理」。
Ø 不可能同時精確地測量到兩個互補的量，因此無限精確地弄清楚現況在本質上是不可能的。
Ø 兩個互補量的測量誤差之乘積一定會大於等於（一個非常小的量），譬如：。如果你動量誤差接近於零，則位置誤差就會趨近於無限大，也就是位置測得非常不準。

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