某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如所示,其中纤芯材料的折射

某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如所示,其中纤芯材料的折射

题型:不详难度:来源:
某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用.光纤由纤芯和包层组成,其剖面如所示,其中纤芯材料的折射率,包层折射率,光纤长度为.(已知当光从折射率为的介质射人折射串为的介质时,入射角、折射角间满足:)
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去。
(2)若导弹飞行过程中,将有关参数转变为光信号,利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间。
答案
(1)不会
(2)
解析
(1)如图所示,由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足n1sinC=n2sin90°,得C="60°           " (4分)

当在端面上的入射角最大(im=90°)时,折射角也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角最小.端面上时,由,得这时,     (4分)所以,在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去.(2分)
(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长,这时光在纤芯中总路程为,(4分)
光纤中光速,时间为  (4分)
举一反三
如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r,外圆半径为R,且R=r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体,只经过三次全反射(都发生在外圆面),最后垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则
A.n可能为1.2B.n可能为2
C.t可能为D.t可能为

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如右图所示,MN是位于竖直平面内的光屏,放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行。由光源S发出的一束白光沿半圆半径射入玻璃砖,通过圆心O再射到屏上。在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖,在光屏上出现了彩色光带。当玻璃砖转动角度大于某一值,屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是    (  )
A.左红右紫,红光B.左红右紫,紫光
C.左紫右红,红光D.左紫右红,紫光

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下列说法正确的是
A.α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部
B.氨原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射
C.裂变反应有质量亏损,质量数不守恒
D.γ射线是一种波长很短的电磁波

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(10分)直角玻璃三棱镜置于空气中。已知∠A=60°,∠C=90°,棱镜的折射率n=,一束极细的光束于AC的中点D垂直AC面入射,AD=a,求:
(1)光从进入棱镜到它第一次射入空气时的折射角;
(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c)。
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一群处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,发出的光照射到一块等腰三角形玻璃棱镜AB面上,从AC面出射的光线将照射到一块金属板上,如图1所示.若只考虑第一次照射到AC面的光线,则下列说法中正确的是(  )
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A.若光在AC面上不发生全发射,则从n=3能级直接跃迁到基态发出的光,经棱镜后的偏折角最大
B.若光在AC面上不发生全发射,则从n=3能级直接跃迁到基态发出的光,经棱镜后的偏折角最小
C.若照射到金属板上的光,只有一种能使金属板发生光电效应,则一定是从n=2能级跃迁到基态发出的光
D.如果入射光中只有一种光在AC面发生全发射,则一定是n=3能级跃迁到n=2能级发出的光