Question

如圖所示，一臺(tái)激光器，它的功率為P，如果它發(fā)射出的單色光在空氣中的波長(zhǎng)為λ.

(1)它在時(shí)間t內(nèi)輻射的光能為________，如果已知這束單色光在某介質(zhì)中的傳播速度為v，那么這束單色光從該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射的臨界角為________．

(2)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體如圖所示．要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來(lái)，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？

 

 

Answer 1

(1)Pt　arcsin　(2)

【解析】(1)激光器t時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光能W＝Pt

由n＝，sin C＝，則C＝arcsin.

(2)設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為r，折射光線(xiàn)射向側(cè)面時(shí)的入射角為i′，折射角為r′，如圖所示．

由折射定律：n＝，由幾何關(guān)系：r＋i′＝90°，sin r＝cos i′.

由全反射臨界角的公式：sin i′＝，cos i′＝，

要保證從端面射入的任何光線(xiàn)都能發(fā)生全反射，應(yīng)有i＝r′＝90°，sin i＝1.故n＝＝＝，

解得n＝，故光導(dǎo)纖維的折射率至少應(yīng)為.