Question

如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为γ的细光束的真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（ ）

A．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
B．改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射
C．此激光束在玻璃中穿越的时间为t=3R/c（c为真空中的光速）
D．激光束的入射角为α=45°

Answer

光子的能量与频率成正比，激光穿越玻璃球时频率不变，则知光子的能量不变．由几何知识得到激光束在在B点折射角，由折射定律求出入射角．由几何知识求出CD的长度，由v=求出激光束在玻璃球中传播的速度，则可求出此激光束在玻璃中穿越的时间．根据光路可逆性分析光束在内表面能否发生全反射．
【解析】
A、光子的能量E=hγ，与频率成正比，光子穿越玻璃球时频率不变，则知光子的能量不变．故A错误．
B、光束在D点的入射角等于在C点的折射角，不可能大于临界角，因此光束不能在内表面发生全反射；或根据光路可逆性知，不能在内表面发生全反射；故B错误．
C、因为折射率为n=，折射角为r=30°，由n=，解得入射角大小为α=60°，光在玻璃中的速度为v==，CD之间的距离大小为S=R，故激光束在玻璃中的穿越时间为t==；故C正确．
D、由上知激光束的入射角为α=60°．故D错误．
故选C