如图所示,一条长度为L的直光导纤维,它的折射率n.已知真空中的光速为c,求:
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解题思路:(1)根据光的折射定律,结合恰好发生全反射,折射角为90°,从而即可求解;

(2)根据传播速度C=nv,结合几何关系,即可求解传播时间.

(3)光在芯层与包层的界面恰好发生全反射时入射角等于临界角C,根据几何知识得到光在左端面的折射角θ,即可由折射定律求得光在左端面的入射角θ.

(1)根据折射率与速率的关系,则有:n=

c

v

所以v=[c/n]

又因n=[1/sinC];

即sinC=[1/n]

解得:C=arcsin[1/n];

(2)光从它的左端面射入,从右端面射出所经过的最长距离为

s=[L/sinC]

且t=[s/v]

解得:t=

n2L

C

(3)根据光的折射定律与全反射条件,则有:n=[sinβ

sin(90°−C)

解得:sinβ=nsin(90°-C)=

n2−1;

答:(1)该激光在光导纤维中的速度

c/n],这种光导纤维的临界角arcsin[1/n];

(2)光从它的左端面射入,又从右端面射出所经过的最长时间为

n2L

C;

(3)要满足(2)的要求,则该激光应以入射角β从左端面射入,sinβ=

n2−1.

点评:

本题考点: 全反射.

考点点评: 考查光的折射定律与全反射条件,掌握临界角,及速率与折射率的关系.同时注意几何关系的运用是解题的关键.