Question

【題目】雨后太陽光射入空氣中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時再折射一次就形成了彩虹。如圖，太陽光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線，在這兩條出射光線中，一條是紅光，另一條是紫光。下面說法正確的是

A.a光線是紅光，b光線是紫光

B.當光線在水滴背面發(fā)生全反射時，我們看到的彩虹最為鮮艷明亮

C.a光在水滴中的傳播時間比b光在水滴中的傳播時間長

D.遇到同樣的障礙物，a光比b光更容易發(fā)生明顯衍射

Answer 1

【答案】C

【解析】

AD．a、b兩種光在水滴表面發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角相同，a光的折射角小于b光，根據(jù)折射定律可知，a光的折射率大于b光，所以a是紫光，b是紅光，a光的波長小于b光，水滴背面發(fā)生全反射時b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故AD錯誤；

B．光在水滴背面發(fā)生全反射時，仍然有些不同顏色的光要相交重合，所以此時看到的彩虹并不鮮艷，故B錯誤；

C．令太陽光在水滴表面發(fā)生折射現(xiàn)象時，a光的折射角為α，b光的折射角為β，則球形水滴的半徑為R，所以a光在水滴中的傳播路徑長為

xa=4Rcosα

b光在水滴中傳播的路徑長為

xb=4Rcosβ

因為α＜β，所以

xa＞xb

又因為光在介質(zhì)中的傳播速度為，因為na＞nb，所以

va＜vb

光在水滴中的傳播時間為，所以a光在水滴中的傳播時間比b光在水滴中的傳播時間長，故C正確。

故選C。