题目内容

16.如图所示是一段光导纤维的简化图,光纤总长为L,已知光从左端射入光线在光纤的侧面上恰好能发生全反射.若已知该光纤的折射率为n,光在真空中传播速度为c,求:
①光在该光纤中的速度大小;
②光从左端射入最终从右端射出所经历的时间.

分析 由题,根据几何知识求出光线在光纤中通过的路程,由v=$\frac{c}{n}$ 求出光在光纤中传播的速度;再求解光从A点射入到从B点射出所经历的时间t.

解答 解:①如图所示,

而光在玻璃中传播的速度为:v=$\frac{c}{n}$;
②则光沿着轴线的方向的速度为v′=vsinC
由上分析可得,光从A点射入到从B点射出所经历的时间为:t=$\frac{L}{v′}$=$\frac{L}{\frac{c}{n}×\frac{1}{n}}$=$\frac{{n}^{2}L}{c}$;
答:①光在该光纤中的速度大小$\frac{c}{n}$;
②光从左端射入最终从右端射出所经历的时间$\frac{{n}^{2}L}{c}$.

点评 本题考查对“光纤通信”原理的理解,利用全反射的条件求出入射角和折射角正弦,由数学知识求出光在光纤中通过的路程与L的关系,再所用的时间.

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