Question

14．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线I、II、III，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是（　　）

• A． 光束I仍为复色光，光束II、III为单色光
• B． 玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率
• C． 改变α角，光束I、II、III仍保持平行
• D． 通过相同的双缝干涉装置，光束II产生的条纹宽度要大于光束III的
• E． 光束II与光束III在玻璃中传播的时间一定相等

Answer 1

分析 光束I是反射光线，而光束Ⅱ、Ⅲ是由于两种色光的折射率不同，导致出现光线偏折分离．但根据光路可逆可知出射光线仍与入射光线平行．由光束Ⅱ、Ⅲ的位置可确定其折射率的不同，从而判定光的波长大小，可确定双缝干涉条纹间距的大小．根据v=$\frac{c}{n}$分析光束在玻璃中传播速度的大小，结合传播距离分析光在玻璃中传播的时间关系．

解答 解：A、两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束I是复色光．而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ都是单色光．故A正确．
B、由右图知：光束Ⅲ的偏折程度小于比光束Ⅱ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束III的折射率小于对光束II的折射率，故B正确．
C、一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等．所以由光路可逆可得出射光线平行．改变α角，光线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ仍保持平行．故C正确；
D、光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光Ⅱ产生的条纹间距比光Ⅲ的小．故D错误．
E、设光束在玻璃砖上表面入射角为i，折射角为r，玻璃砖的厚度为d．
根据折射定律有 n=$\frac{sini}{sinr}$．光在玻璃中的传播速度为 v=$\frac{c}{n}$．
光束在玻璃中传播的时间为 t=2×$\frac{\frac{d}{cosr}}{v}$
联立解得 t=$\frac{2{n}^{2}d}{c\sqrt{{n}^{2}-si{n}^{2}i}}$，由于i、d相等，n不等，所以光束II与光束III在玻璃中传播的时间不一定相等．故E错误．
故选：ABC

点评 解决本题时要知道光线在两种介质分界面上都有反射，反射遵守光的反射定律．由于光线在玻璃中的折射率不同，可通过光的折射产生光的色散．