题目内容
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n1,外套的折射率为n2,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60°,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n1的最小值.
【答案】分析:作出正确的光路图,根据恰好发生光的全反射现象,从而确定入射角,再由光的折射定律,即可不解.
解答:解:
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(im=90°)时,折射角r也最大,在内芯与外套分界面上的入射角i'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”
这时i'min=C=90°-rm
得rm=30°
在端面上im=90°时,由
得n1=2
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.
答:内芯的折射率n1的最小值是2.
点评:考查折射定律与光的全反射现象,掌握光的全反射的条件,并会正确的作出光路图.
解答:解:
当在端面上的入射角i最大(im=90°)时,折射角r也最大,在内芯与外套分界面上的入射角i'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”
这时i'min=C=90°-rm
得rm=30°
在端面上im=90°时,由
得n1=2
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.
答:内芯的折射率n1的最小值是2.
点评:考查折射定律与光的全反射现象,掌握光的全反射的条件,并会正确的作出光路图.
练习册系列答案
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