如图13-9所示为一根光导纤维的剖面图,其芯线介质的折射率为n1,外套包层介质的折射率为n2.要使光在芯线中靠全反射传输,求光在光导纤维端面处由空气入射时入射角
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如图13-9所示为一根光导纤维的剖面图,其芯线介质的折射率为n1,外套包层介质的折射率为n2.要使光在芯线中靠全反射传输,求光在光导纤维端面处由空气入射时入射角
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如图13-9所示为一根光导纤维的剖面图,其芯线介质的折射率为n
1
,外套包层介质的折射率为n
2
.要使光在芯线中靠全反射传输,求光在光导纤维端面处由空气入射时入射角i的最大值.
图13-9
答案
解析
据题意已知n
1
>n
2
,光在芯线与外套之界面发生全反射,作光路图如图39所示.
图39
由n
1
、n
2
就可根据折射定律求得临界角A,Φ角必须等于大于A.Φ角越大对光的传输越有利.从图可看出Φ+r=90°题意要求最大的i角对应最大的r角,对应最小的Φ角,而Φ角又必须等于或大于A.
根据光的折射定律
①
(
-r)=Φ≥A
所以r≤
-A
sinr≤sin(
-A)="cosA " ②
由①②式sinr≤
在光导纤维的左端面处,由光的折射定律有
因为sini=n
1
sinr
所以sini≤
题意求i的最大值,所以上式取等号,即
sini=
举一反三
黄、红、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面.若黄光恰好发生全反射,则下列说法正确的是( )
A.绿光一定能发生全反射
B.红光一定能发生全反射
C.绿光在该介质中波长最短
D.只有红光从介质进入空气
题型:不详
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|
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如图4-1-10所示,置于空气中的厚玻璃板,AB、CD分别是玻璃板的上、下表面,且AB∥CD.光线经AB表面射向玻璃砖,折射光线射到CD表面时,下列说法正确的是( )
图4-1-10
A.不可能发生全反射
B.有可能发生全反射
C.只要入射角i足够大就能发生全反射
D.不知玻璃折射率,无法判断
题型:不详
难度:
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如图14-1-18所示,一束光从空气射向折射率
n
=2的玻璃表面.若以
i
表示入射角,则( )
图14-1-18
A.当
i
>45°时会发生全反射现象
B.无论
i
多大,折射角
r
都不会超过45°
C.为了使折射角
r
=30°,应以
i
=45°的角度入射
D.当入射角
i
=arctan2时,反射光线与折射光线垂直
题型:不详
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|
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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。
题型:不详
难度:
|
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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1.2
B.n可能为2
C.t可能为
D.t可能为
题型:不详
难度:
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