Question

如圖所示，真空中有一個半徑為R=0.1m，質量分布均勻的玻璃球，頻率為f=5.0×10¹⁴Hz的細激光束在真空中沿直線BC傳播，于玻璃球表面的C點經折射進入小球，并在玻璃球表面的D點又經折射進人真空中．已知∠COD=120°，玻璃球對該激光束的折射率為

3

，求：
①此激光束在真空中的波長；
②此激光束進入玻璃時的入射角α；
③此激光光子的能量E（h=6.63×10^-34J?s）

Answer 1

分析：①光在真空傳播速度等于c=3.0×10⁸m/s，而波速c=λf，已知頻率f，根據此式求解波長；
②由幾何知識求出光線在C點的折射角r，由折射定律求出入射角α．
③光子的能量E=hf，h=6.63×10^-34J?s．

解答：解：①由c=λf知，激光束在真空中的波長為：λ=

c

f

=

3×108

5.0×1014

m=6.0×10^-7m
②由幾何知識知，光線在C點的折射角r=30°．
由折射定律

sinα

sinr

=n 得：sinα=nsinr=

3

?sin30°=

3

2

，得α=60°
③此激光光子的能量為：E=hf=6.63×10^-34×5.0×10¹⁴J=3.315×10^-19J
答：
①此激光束在真空中的波長為6.0×10^-7m；
②此激光束進入玻璃時的入射角α為60°；
③此激光光子的能量E為3.315×10^-19J．

點評：光在真空中的速度c、波速公式和折射定律是考試的熱點，掌握要牢固．本題還要知道光子能量的公式E=hf，屬于基礎題．