一长直圆柱形光导纤维总长度为L,折射率为n,若光线从左端面以某一入射角射入光纤后,射到光纤侧面时恰好

2025-05-18 03:32:08
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回答1:

解答:解:(1)光线在光纤侧面恰好发生全反射,入射角等于临界角,设临界角为C,根据数学知识可得从左端射入到右端射出光线通过的路程为:
  x=

L
sinC

光在光纤中的传播速度为v=
c
n

则所需要的时间为 t=
x
v

又 sinC=
1
n

联立以上各式得:t=
n2L
c

(2)若光线以趋近90°的入射角射入光纤时,恰好能在光纤侧面恰好发生全反射,光路图如图所示.
据题意可得:i=C
由几何知识得:i+C=90°
则得 C=45°
由临界角公式sinC=
1
n
,得 n=
1
sinC
=
1
sin45°
=
2

故折射率应满足 n≥
2

答:
(1)光线从左端射入到右端射出所需的时间是
n2L
c

(2)若要使光线以任意角从左端面射入,最终都能全部从右端面射出,折射率n应满足的条件是n≥
2

回答2:

  光线在光导纤维中传播的时间t=n^2L/c
  光导纤维的内芯折射率大于外壳的折射率,当光线由内芯射向外壳可发生全反射。
  光线从左端面以某一入射角射入光纤后,射到光纤侧面时恰好发生全反射,临界角A
  sinA=1/n sinA=L0/S0
  由几何关系 光线在光导纤维中传播的路程 S
  L/S=L0/L0 S=nL
  由折射率公式 n=c/v 光线在光导纤维中传播的速度 v=c/n
  光线在光导纤维中传播的时间 t=S/v=n^2L/c