题目内容
如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为γ的细光束的真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率为| 3 |
分析：光子的能量与频率成正比，激光穿越玻璃球时频率不变，则知光子的能量不变．由几何知识得到激光束在在B点折射角，由折射定律求出入射角．由几何知识求出CD的长度，由v=
求出激光束在玻璃球中传播的速度，则可求出此激光束在玻璃中穿越的时间．根据光路可逆性分析光束在内表面能否发生全反射．
| c |
| n |
解答：解：A、光子的能量E=hγ，与频率成正比，光子穿越玻璃球时频率不变，则知光子的能量不变．故A错误．
B、光束在D点的入射角等于在C点的折射角，不可能大于临界角，因此光束不能在内表面发生全反射；或根据光路可逆性知，不能在内表面发生全反射；故B错误．
C、因为折射率为n=
，折射角为r=30°，由n=
，解得入射角大小为α=60°，光在玻璃中的速度为v=
=
，CD之间的距离大小为S=
R，故激光束在玻璃中的穿越时间为t=
=
；故C正确．
D、由上知激光束的入射角为α=60°．故D错误．
故选C
B、光束在D点的入射角等于在C点的折射角，不可能大于临界角，因此光束不能在内表面发生全反射；或根据光路可逆性知，不能在内表面发生全反射；故B错误．
C、因为折射率为n=
| 3 |
| sini |
| sinr |
| c |
| n |
| ||
| 3 |
| 3 |
| S |
| v |
| 3R |
| c |
D、由上知激光束的入射角为α=60°．故D错误．
故选C
点评：本题是几何光学与物理光学的综合，要抓住光子的能量E=hγ，其能量与光子的频率成正比、光从光密介质进入光疏介质时，入射角大于临界角才能发生全反射等知识进行判断．
练习册系列答案
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