问题 选择题

如图所示,一束细的复色光从空气中射到半球形玻璃体球心O点,经折射分为a、b两束光,分别由P、Q两点射出玻璃体.PP′、QQ′均与过O点的界面法线垂直.设光线a、b在玻璃体内穿行所用时间分别为ta、tb,则ta:tb等于(  )

A.QQ′:PP′

B.PP′:QQ′

C.OP′:OQ′

D.OQ′:OP′

答案

设半球形玻璃体的半径为R.由图得到,光线a的折射角正弦为:

sinra=sin∠POP′=

P′P
OP
=
P′P
R

光线b的折射角正弦为:

sinrb=sin∠QOQ′=

Q′Q
OP
=
Q′Q
R

两光束的入射角相同,设为i,根据折射定律n=

sini
sinr
得玻璃体对两光束的折射率之比为:

na:nb=sinrb:sinra=

Q′Q
R
P′P
R
=QQ′:PP′

由v=

c
n
得到,光在玻璃体中传播速度之比为:

va:vb=nb:na

光在玻璃体中传播的距离都为S=R,由公式t=

S
v
得:

ta:tb=vb:va=na:nb=QQ′:PP′

故选A

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