Question

【题目】雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是

A.a光线是红光，b光线是紫光

B.当光线在水滴背面发生全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮

C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长

D.遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射

Answer 1

【答案】C

【解析】

AD．a、b两种光在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光，根据折射定律可知，a光的折射率大于b光，所以a是紫光，b是红光，a光的波长小于b光，水滴背面发生全反射时b光更容易发生明显的衍射现象，故AD错误；

B．光在水滴背面发生全反射时，仍然有些不同颜色的光要相交重合，所以此时看到的彩虹并不鲜艳，故B错误；

C．令太阳光在水滴表面发生折射现象时，a光的折射角为α，b光的折射角为β，则球形水滴的半径为R，所以a光在水滴中的传播路径长为

xa=4Rcosα

b光在水滴中传播的路径长为

xb=4Rcosβ

因为α＜β，所以

xa＞xb

又因为光在介质中的传播速度为，因为na＞nb，所以

va＜vb

光在水滴中的传播时间为，所以a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故C正确。

故选C。