民國114年 高考三級 天文 近代物理考古題

民國114年 高考三級 天文 近代物理收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

2022 年諾貝爾物理學獎頒發予三位物理學家:法國的阿蘭・阿斯佩 (Alain Aspect)、美國的約翰・克勞澤(John Francis Clauser),以及奧地 利的安東・蔡林格(Anton Zeilinger),以表彰他們在量子糾纏實驗、驗 證貝爾不等式的違背,以及開拓量子資訊科學領域的先驅性貢獻。獲獎 理由為:"for experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell inequalities and pioneering quantum information science."請回答下 列問題: 何謂量子糾纏(Quantum Entanglement)?(10 分) 量子糾纏具有那些潛在或現行應用?(5 分) 傳統古典電腦(Classical Computer)與量子電腦(Quantum Computer) 之間有何主要區別?(10 分)

第2題

關於黑體輻射(Blackbody Radiation)與普朗克量子論(Planck’s Quantum Theory),請回答下列問題:(每小題5 分,共25 分) 何謂黑體輻射?請定義並說明其基本概念。 黑體輻射的頻譜分布具有那些主要特徵?它與“維恩位移定律(Wien's Displacement Law)”有何關聯? 若以古典力學理論來解釋黑體輻射現象,會產生何種問題?試說明何 謂紫外災難(Ultraviolet Catastrophe)。 普朗克如何以能量量子化假設解決上述問題?請加以說明。 黑體輻射與普朗克理論對後續量子理論的建立有何重大貢獻?

第3題

光的波粒二象性與實驗證據之探討:請說明光的波動性與粒子性如何能 夠在實驗中同時被觀察到。請舉出兩項具代表性的實驗,詳細說明其觀 測結果與意涵,並討論此兩項實驗對經典物理學造成的挑戰與理論衝 擊。(25 分)

第4題

肥皂水薄膜上色彩繽紛的光學現象探究:下圖顯示一肥皂水薄膜形成於 傾斜或垂直擺放的中空環中,當其受到白光垂直照射時,可觀察到表面 出現一系列由上至下排列的繽紛色帶。這些色帶在顏色與寬度上皆有所 變化,圖中以A、B、C、D 與E 標示出五個具有代表性的區域,供以下 問題作答參考。 請問影響觀察到之色澤與色帶寬度或分布範圍的因素有那些?(5 分) 圖中A、B、C、D 與E 五個區域所呈現之色彩與色帶寬度,是由那些 科學原理所決定?請說明其成因與原理。(15 分) 假設某區域肥皂水薄膜的厚度為d = 300 nm,肥皂水薄膜的折射率為 n = 1.33 ~ 4/3,在波長範圍為400–700 nm 的可見光中,將會有那些色 光呈現亮紋?請列舉至少兩個符合條件的可見光波長。(5 分)