某同学买了一个透明“水晶球”,其内部材料折射率相同,如图甲所示。他测出球的直径为10cm。现有一束单色光从球上P点射向球内,折射光线与水平直径PQ夹角,出射光线恰好与PQ平行,如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为,下列说法正确的是( )。


【正确答案】 A
【答案解析】

A项:如图所示:



由几何关系可知,光线射出时的折射角r为,折射率:,故A项正确。

B项:设水晶球的直径为d,光在“水晶球”中传播的距离:,时间:,故B项错误。

C项:当入射光的波长变长时,频率变小,光的折射率也变小,折射角变大,光在水晶球中的光程变短,由可知光在“水晶球”中的传播速度变大,可知时间变短,故C项错误。

D项:根据几何关系可知,光线在经过折射后,在“水晶球”内到“水晶球”外的入射角始终等于从“水晶球”外到“水晶球”内的折射角(均为),因为,由折射定律可知(C为临界角),所以增大过P点光线的入射角,光线出射时一定不会在球内发生全反射,故D项错误。

故正确答案为A。