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115-學測-自然-47-49
圖17為汞原子的部分能階nnn(n=0,1,2,…n=0,1,2,\ldotsn=0,1,2,…)與其能量EnE_nEn​的示意圖,並以最高能量E0=0E_0=0E0​=0 eV為參考能量,其中1 eV=1.6×10−19 J1\,\mathrm{eV}=1.6\times10^{-19}\,\mathrm J1eV=1.6×10−19J,是常用能量單位。例如,晶片製程使用的365 nm紫外光(UV),其光子能量為3.4 eV。 晶片先進製程使用的13.5 nm極紫外光(EUV),並採用反射鏡來匯聚與引導,如圖18所示。然而EUV於反射鏡上無法全部被反射,仍會有部分透射與被吸收。圖19(a)為反射鏡面的局部放大圖,示意以重複的薄膜單元(實線框)加強EUV反射效率的機制,圖中的箭號I1I_1I1​代表一束射入表面的光線,箭號R1R_1R1​、R2R_2R2​、R3R_3R3​……依序對應於I1I_1I1​光線從各個薄膜單元界面反射而出的光線。每一個薄膜單元包含兩層,EUV在快速介質(白色層)的波速大於在慢速介質(灰色層)的波速。圖19(a)薄膜單元內的點線僅供示意R1R_1R1​、R2R_2R2​、R3R_3R3​……的反射來源,未能精確代表實際光線的反射折射角度。 已知普朗克常數為h=6.63×10−34 J⋅sh=6.63\times10^{-34}\,\mathrm{J\cdot s}h=6.63×10−34J⋅s,真空中光速為c=3×108 m/sc=3\times10^8\,\mathrm{m/s}c=3×108m/s。依據以上資料與所學,回答下列問題。 圖
關於圖17汞原子能階之間的躍遷,下列何者可以發出波長為365 nm的UV光波?
下列有關波長λ\lambdaλ為13.5 nm的EUV光子能量EEE的敘述,哪些正確?(應選2項)
圖19(a)示意運用重複的薄膜單元以加強EUV反射效率。每一個單元包含兩層,分別為快、慢波速介質。依據上述回答下列各問題。 (a)在對應的方格紙中,依據某時刻R2R_2R2​的電場與位置關係圖,描繪在相同時刻EUV加強反射鍍膜之R3R_3R3​應有的電場與位置關係圖形,可使疊加後的反射EUV達到最大反射效率。(2分) (b)圖19(b)的箭號I展示一束光線,從慢波速介質射向快波速介質。在對應的極坐標圖中,以一段箭號精確描繪光線I的反射光線(1分),並以另一段箭號定性描繪光線I通過界面的折射光線(須明確表達偏近或偏離界面)。(1分)
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