Question

被称为“光纤之父”的华裔物理学家高锟，由于在光纤传输信息研究方面做出了巨大贡献，与两位美国科学家共获2009年诺贝尔物理学奖．光纤由内芯和外套两层组成．某光纤内芯的折射率为，外套的折射率为，其剖面如图所示．在该光纤内芯和外套分界面上发生全反射的临界角为60⁰，为保证从该光纤一端入射的光信号都不会通过外套“泄漏”出去，求内芯的折射率的最小值．

Answer 1

2

试题分析：如图所示，由题意在内芯和外套分界面上要发生全反射

当在端面上的入射角i最大（）时，折射角r也最大，在内芯与外套分界面上的入射角最小，如此时入射角等于临界角则恰能保证信号不会通过外套“泄漏”            （1分）
这时             （1分）
得      （1分）
在端面上时，由         （1分）
得n₁=2            （1分）
所以，当n₁=2时在所有情况中从端面入射到光纤中的信号恰能都不会通过外套 “泄漏”出去．