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=
,得 n=1 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
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