Question

20．如图所示，a、b两块足够长的平板玻璃砖平行放置，且折射率n_a＞n_b，现有一束单色光入射到a的上表面，则下列说法正确的是（　　）

• A． 光在a、b的下表面可能会发生全反射
• B． 从b下表面射出的光线可能与a上表面的入射光线平行
• C． 光在a中的速度比光在b中的速度小
• D． 光在b中的光子能量比光在a中的光子能量小

Answer 1

分析 光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃砖斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角．由于玻璃砖上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是作了平移，出射光线与入射光线平行．三次进入玻璃砖折射后光线仍和第一次的入射光线平行，即可求解．由v=$\frac{c}{n}$，比较光在两玻璃砖传播速度的大小．光子的能量与频率成正比，而光的频率与介质无关．根据这些知识分析．

解答 解：A、光线通过玻璃砖时，在下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在a、b的下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖．故A错误．
B、光线经过玻璃砖时，出射光线与入射光线都平行，通过两块平行玻璃砖后，出射光线与入射光线仍平行．所以从b下表面射出的光线一定与a上表面的入射光线平行．故B错误．
C、由公式v=$\frac{c}{n}$，结合条件折射率n_a＞n_b，可知，光在a中的速度比光在b中的速度小．故C正确．
D、由光子能量公式E=hγ知，光子的能量由光的频率决定，而光的频率与介质无关，所以光在b中的光子能量与光在a中的光子能量相等，故D错误．
故选：C

点评 本题主要考查光的折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；光由水或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．本题还要注意玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线就是平行，与折射率无关．