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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。

(1)不会

(2)


解析:

(1)如图所示,由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足n1sinC=n2sin90°,得C=60°            (4分)

当在端面上的入射角最大(im=90°)时,折射角也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角最小.端面上时,由,得这时,      (4分)所以,在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去.(2分)

(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长,这时光在纤芯中总路程为,(4分)

光纤中光速,时间为   (4分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2009年10月6日,原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖.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,其剖面如图,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=
3
,光纤长度为3
3
km.(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角θ1、折射角θ2间满足关系:n1sinθ1=n2sinθ2
(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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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网(1)在海地大地震中,设地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.如图所示,一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成,在这次地震中,震源地在地震仪的正下方,若在地面上的观察者观察到两振子的振动相差5s,则
 

A.P先开始振动,震源距地震仪约36km
B.P先开始振动,震源距地震仪约25km
C.H先开始振动,震源距地震仪约36km
D.H先开始振动,震源距地震仪约25km
(2)2009年10月6日,原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖.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,其剖面如图,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=
3
,光纤长度为3
3
km.(已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射角θ1、折射角θ2间满足关系:n1sinθ1=n2sinθ2)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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科目:高中物理 来源: 题型:

物理选修3-4
(1)近年来全球地震频发已引起全球的高度关注.
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某实验室一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成.如图1,在某次地震中同一震源产生的地震横波和地震纵波的波长分别为10km和20km,频率为0.5Hz.假设该地震波的震源恰好处在地震仪的正下方,观察到两振子相差5s开始振动,则地震仪中的两个弹簧振子振动的频率等于
 
.地震仪的竖直弹簧振子P先开始振动,震源距地震仪约
 

(2)“光纤之父”高锟获得2009年诺贝尔物理学奖的理由为--“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”.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,其剖面如图2,为保证从光纤一端入射的光信号不会通过包层“泄漏”出去,光在光纤内部由纤芯射向纤芯与包层的界面时须发生
 
,故纤芯的折射率一定
 
包层的折射率(填“大于”、“小于”或“等于”).若已知某光纤纤芯的折射率为n,光纤总长度为L,且暴露在空气中.光从光纤一端以某一角度入射时,恰好能使入射的光信号无“泄露”,求光在光纤内部传播所需要的时间(已知光在真空中的传播速度为C).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(16分)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,其剖面如图所示,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入折射串为的介质时,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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科目:高中物理 来源:湖南省长郡中学2009—2010学年下学期高二学业水平模拟考试(理综)物理部分 题型:计算题

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:)
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