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.用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，a光條紋間距大于b光條紋間距

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光更容易發生明顯衍射

Answer 1

【答案】C

【解析】

ABD．a、b兩種光在水滴表面發生折射現象，入射角相同，a光的折射角小于b光，根據折射定律可知，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，根據可知用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，a光條紋間距小于b光條紋間距；遇到同樣的障礙物， b光比a光更容易發生明顯衍射，故ABD錯誤；
C．令太陽光在水滴表面發生折射現象時，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。