以下若有錯誤, 煩請高手不吝指教
 
最近總會被問些奇怪的問題,
回答時發現有些東西自己也不是懂得很透徹,
(這樣居然還能物理系畢業 @.@)
還好老婆也是物理系的, 
討論過後把整個脈絡整理一下順便記錄下來。
 
問題:為何有時後學到短波長的穿透能力較好, 但有時候學到的是長波長的穿透能力較佳?
註:國中學到聲波時, 有些教師會直接下"短波長的穿透能力較好"的結論,
      但其實任何結論出現之前, 一定會有假設的前提, 
      這前提也要列入結論一起描述
 
回答:
      答案應該是,
      以繞射觀點看, 波長較大, 穿透能力較強。
      以透射觀點看, 波長較小, 穿透能力較強。
      細節描述如下。
 
波的特性與穿透能力的關聯,
我們分兩個觀點來看
1.機械波的繞射(衍射, Diffraction)觀點:
   波長與障礙物(或障礙物的開口)尺寸接近或是波長遠大於障礙物時, 
   繞射現象就會很明顯,
   當障礙物的尺寸遠大於波的波長, 則波會被障礙物阻擋。
   由於日常生活中的物體對於光波或是聲波來說都很大, 所以絕大部分會被擋掉, 
   但又因為聲波波長遠大於光波波長, 所以開放空間的隔牆,
   是聽得到聲音的, 但看不到隔牆的光。
   也因為有如此的生活經驗, 才會造成波長越長越容易穿透的結論
 
2.電磁波的透射(Transmission)觀點:
  依粒子觀點來看, 光透過某個不同介質時的穿透能力,
   由於E=hc/λ ,  E代表能量, λ代表波長。 因此波長愈短, 穿透能力愈高。
   X光就是如此, X光波長遠較可見光波長更短, 所以X光可以穿透部份身體組織,
   依組織的密度會有不同的穿透能力, 因此我們看到的X光照片可以區別出身體內部狀況。
   但可見光穿透能力較弱, 因此想以可見光代替X光, 看到的照片是全黑的。
 
網路上看到有人將X光的現象和"波長愈長愈容易穿透"的結論亂配,
雖然也提出了解釋, 但只要理解到
"人眼無法看穿手掌內部的骨骼, 就表示波長較X光更長的可見光, 是無法穿透手掌的" 這個現象,
就瞭解X光穿透能力的解釋, 必須以透射來看。

 

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