由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作高速传输信息的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维的一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,
题型:不详难度:来源:
由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作高速传输信息的载体.要使射到粗细均匀的圆形光导纤维的一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来,那么光导纤维所用的材料的折射率至少应是多少呢? |
答案
解析
假设激光束在光导纤维前端的入射角为θ1,折射角为θ2,折射光线射向侧面时的入射角为θ3,如图36所示.
图36 由折射定律有,由几何关系θ2+θ3=90°,则sinθ2=cosθ3.又由全反射临界角公式得sinθ3=,故cosθ3=.要保证从端面射入的光线都能发生全反射,应有θ1=90°时,射到光导纤维侧壁上的光线也会发生全反射. 故 得. 本题也可利用分析的方法:由图可看出:θ1越大,θ2越大,而θ2+θ3=90°,则θ3越小,射到光纤侧壁上的光越不容易全反射,当θ1等于90°时,此时θ3为临界角,此时θ2=θ3=45° 折射率. |
举一反三
在水面下同一深处有两个点光源P、Q,能发出不同颜色的光.当它们发光时,在水面上看到P光照亮的水面区域大于Q光照亮的水面区域,以下说法正确的是( )A.P光的频率大于Q光的频率 | B.P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度 | C.P光的光子能量小于Q光的光子能量 | D.让P光和Q光通过同一双缝干涉装置,P光的条纹间距小于Q光的条纹间距 |
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一束光从某介质射向空气,当入射角等于42°时发生全反射现象,求光在该介质中的光速等于多少? |
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i的最大值.
图13-9 |
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 |
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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 |
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