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111學測自然 第9題 詳解

科學史・光電效應 · 單選 · 題目出處:111 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)

答案(B) 愛因斯坦以光子模型解釋光電效應看逐步解析 ↓

題目
下列關於科學史實敘述,何者正確?
(A) 馬克士威以馬克士威方程式解釋光電效應
(B) 愛因斯坦以光子模型解釋光電效應
(C) 拉塞福利用電子撞擊氫原子探究原子結構
(D) 波耳首先觀測到氫原子光譜
(E) 波耳氫原子模型的建構比拉塞福的原子模型來得早

逐步解析

  1. 1

    先抓題目在問什麼

    這題不是考公式計算,而是考科學史上的「誰用什麼理論解釋什麼現象」。核心事件是光電效應,關鍵人物要對上正確理論。
  2. 2

    正解關鍵:愛因斯坦與光子模型

    光電效應的實驗現象,無法用經典波動觀念完整解釋。愛因斯坦提出光子模型,認為光的能量是以一份一份的量子傳遞,成功解釋金屬逸出電子所需的能量門檻與頻率關係,所以 (B) 正確。
  3. 3

    逐項判析 A、C

    (A) 錯。馬克士威建立的是電磁波理論與馬克士威方程式,說明光是電磁波,但不是用來解釋光電效應。光電效應的困難,正是經典電磁波理論無法直接說明的。
    (C) 錯。拉塞福是用 α\alpha 粒子散射實驗研究原子結構,不是用電子撞擊氫原子。真正以電子撞擊探究原子結構、進一步建立相關模型的是後來的實驗方法與研究。
  4. 4

    逐項判析 D、E

    (D) 錯。波耳不是首先觀測氫原子光譜的人;氫原子光譜早已被觀測並整理出巴耳末等光譜公式。波耳的貢獻是用量子化軌道解釋氫原子光譜。
    (E) 錯。拉塞福的原子模型早於波耳模型。波耳是在拉塞福核式原子模型的基礎上,加入量子化條件,進一步修正原子結構。
  5. 5

    最後整理成答題口訣

    這題可記成:「光電效應找愛因斯坦,電磁波找馬克士威,核式原子找拉塞福,氫光譜模型找波耳」。依此判斷,正確選項只有 (B)。
答案
(B) 愛因斯坦以光子模型解釋光電效應

關鍵觀念:#光子說 #光電效應 #原子模型

同主題一起複習:原子與物質結構 → 波動與光 →

常見卡點
最容易把「光是電磁波」誤當成「馬克士威解釋了光電效應」。其實馬克士威只能說明光的波動本質,無法解釋電子逸出需要最低頻率這件事;另一個常錯點是把拉塞福、波耳的時間順序顛倒。

還是卡住嗎?

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