分析 (1)光线折射进入光导纤维之中,再在侧壁发生全反射.结合光的折射定律和反射定律作图.
(2)根据公式sinC=$\frac{1}{n}$,得出全反射的临界角C与折射率的关系;要使光线不会从侧壁“泄漏”出来,光线在侧壁必须发生全反射,当入射角恰好等于临界角时,恰好发生全反射.再结合几何关系解答.
解答 解:(1)画出一次全反射光路图如图;
(2)设激光束在光导纤维端面的入射角为θ1,折射角为θ2,折射光线射到侧面时的入射角为θ3.
由折射定律得:n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$
由几何关系得:θ2+θ3=90°
则有:sinθ2=cosθ3
要使光线不会从侧壁“泄漏”出来,必须满足:θ3≥C
则得:cosθ3≤cosC=$\sqrt{1-si{n}^{2}C}$=$\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}$
联立得:$\frac{sin{θ}_{1}}{n}$≤$\sqrt{1-\frac{1}{{n}^{2}}}$
要保证从端面入射的任何光线都能发生全反射,应有θ1=90°,上式也能成立
解得:n≥$\sqrt{2}$,即光导纤维所用材料的折射率至少应为$\sqrt{2}$
答:(1)画出一次全反射光路图如图;
(2)光导纤维所用材料的折射率至少应为$\sqrt{2}$.
点评 本题考查对“光纤通信”原理的理解,要掌握全反射的条件和临界角公式,关键要熟练运用数学知识分析相关角度之间的关系.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 这个电场可能是负的点电荷的电场 | |
B. | 点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大 | |
C. | 点电荷q在A点处的加速度比在B点处的加速度小 | |
D. | 正点电荷q在B点释放后将沿着电场线运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 气体温度升高,则每个气体分子的动能都将变大 | |
B. | 分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小 | |
C. | 一定质量理想气体温度升高,则内能增大 | |
D. | 用油膜法估测分子大小,如果油膜没有充分展开,测出来的分子大小将偏小 |
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