光纤通信是一种现代化的通讯工具,为了研究问题的方便,我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃棒,周围为空气,如图所示为玻璃棒沿

光纤通信是一种现代化的通讯工具,为了研究问题的方便,我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃棒,周围为空气,如图所示为玻璃棒沿轴线的横截面,若光从左端以与端面成30°(即入射角为60°)入射,玻璃棒长为L,玻璃折射率为
3
,已知光在真空中的传播速度为C.
(1)通过计算分析光能否从玻璃棒的侧面AB射出;
(2)求出光通过玻璃棒所需的时间.
挽弓者 1年前 已收到1个回答 举报

sanpi37 幼苗

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解题思路:(1)若光从左端以与端面成30°入射,根据折射定律求出折射角,由几何知识求出光线在侧面上的入射角θ,与临界角C进行比较,若θ>C,将发生全反射,不能从侧面射出.
(2)由v=[c/n]求出光在玻璃管内的传播速度.由几何关系求出光通过的总路程s,由t=[s/v]求光通过玻璃管所需的时间.

(1)光线射入左端时,n=[sini/sinr],即得r=30°.
由几何关系得:光在侧面上的入射角 θ=90°-r=60°
由sinC=[1/n]=
1

3
则得临界角C=arcsin

3
3<60°
所以光线在侧面上发生全反射不射出.
(2)光在玻璃管内的传播速度v=[c/n]
光在玻璃管通过的总路程s=[L/cos30°].
则光通过玻璃管所需的时间t=[s/v]=[nL/ccos30°]=[2L/c].
答:
(1)通过计算分析得知光不能从玻璃管的侧面射出;
(2)光通过玻璃管所需的时间是[2L/c].

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 对于全反射是考试的热点,要掌握产生全反射的条件:光必须从光密介质进入光疏介质,同时入射角大于临界角.

1年前

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