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 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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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i的最大值.

图13-9

答案

解析

据题意已知n₁＞n₂，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n₁、n₂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=n₁sinr
所以sini≤

题意求i的最大值，所以上式取等号，即
sini=

核心考点

试题【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】；主要考察你对全反射、临界角等知识点的理解。[详细]

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

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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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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

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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。

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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

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