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114年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
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天
文
科 目
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近代物理
考試時間
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2
小時
座號
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※注意：禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號：
28650
頁次：
2
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一、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（QuantumComputer）
之間有何主要區別？（10 分）
二、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？
三、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）
代號：
28650
頁次：
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四、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）