圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖,玻璃絲長為L,折射率為n,AB代表端面.已知光在真空中的傳播速度為c.
(ⅰ)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣,求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件;
(ⅱ)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間.
(ⅰ) (ⅱ)
(ⅰ)設(shè)光線在端面AB上C點(見圖)的入射角為i,折射角為r,由折射定律,有

?
設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D點的入射角為,為了使該光線可在此光導(dǎo)纖中傳播,應(yīng)有
?
式中,θ是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時的臨界角,它滿足
?
由幾何關(guān)系得

由①②③④式通過三角變換得

(ⅱ)光在玻璃絲中傳播速度的大小為

光速在玻璃絲軸線方向的分量為

光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時間為

光線在玻璃絲中傳播,在剛好發(fā)生全反射時,光線從端面AB傳播到其另一    端面所需的時間最長,由②③⑥⑦⑧式得
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在我國古代學(xué)者沈括的著作《夢溪筆談》中有如下記載:“若鳶飛空中,其影隨鳶而移;或中間為窗隙所束,則影與鳶遂相違,鳶東則影西,鳶西則影東.”意思是說,若鷂鷹在空中飛翔,它的影子隨鷂鷹而移動;如鷂鷹和影子中間被窗戶孔隙所約束,影子與鷂鷹做相反方向移動,鷂鷹向東則影子向西移,鷂鷹向西則影子向東移.這里描述的是光的( 。
A.直線傳播現(xiàn)象B.折射現(xiàn)象
C.干涉現(xiàn)象D.衍射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面,O為BC邊的中點,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O(shè)以角度i入射,第一次到達AB邊恰好發(fā)生全反射。已知,BC邊長為2L,該介質(zhì)的折射率為。求:

(i)入射角i
(ii)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設(shè)光在真空中的速度為c,可能用到:)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,△ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角為θ=30°。P為垂直于直線BCD的光屏,現(xiàn)一寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一條寬度等于的光帶,試作出光路圖并求棱鏡的折射率。(其中AC的右方存在有折射率為在的透明介質(zhì))

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,含單色光b和c的一束復(fù)色光I沿半圓柱玻璃的半徑方向射入玻璃,在柱心O處分成兩束光II和III,光II中只有單色光b,光III中既有b也有c,則
A.在玻璃中b的折射率比c的大
B.在玻璃中b的傳播速度比c的小
C.讓光I的方向沿逆時針轉(zhuǎn)動仍射到O處,光II中可出現(xiàn)c
D.保持光I不變,讓半圓柱玻璃以柱心O為軸沿順時針轉(zhuǎn)動,光II可能消失

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某復(fù)色光由空氣斜射入某介質(zhì)中后分解為a、b兩束單色光,如圖所示.以下說法正確的是
A.a(chǎn)光的頻率比b光小
B.a(chǎn)光在該介質(zhì)中的傳播速度比b光小
C.光由介質(zhì)射入空氣時,a光的臨界角比b光小
D.a(chǎn)、b通過相同的單縫衍射實驗裝置,a光的衍射條紋較寬

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

.如圖所示,有一半圓形玻璃磚,Ⅰ、Ⅱ兩束不同頻率的單色光從玻璃磚底邊平行射入,a、b為入射點(均在玻璃磚底邊圓心O的左側(cè)),兩束光進入玻璃磚后一起射到點,垂直底邊,下列說法正確的是(    )
A.從點射出的一定是一束復(fù)色光
B.若兩束光為紅光和藍光,則從a點入射的是藍光
C.若增大兩束光的入射角,則Ⅱ光將先發(fā)生全反射
D.若將Ⅰ光的入射點a左移一點,則兩束平行光的出射光線也一定平行

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖,一透明球體置于空氣中,球半徑R=10cm,折射率n= .MN是一條通過球心的直線,單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體,B為入射點,AB與MN間距為5 cm,CD為出射光線.
(1)補全光路并求出光從B點傳到C點的時間;
(2)求CD與MN所成的角α.(寫出求解過程)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一束光從某種介質(zhì)射入空氣中時,入射角θ1=30°,折射角θ2=60°,折射光路如圖所示,則下列說法正確的是(  ).
A.此介質(zhì)折射率為
B.此介質(zhì)折射率為
C.光在介質(zhì)中速度比在空氣中小
D.光在介質(zhì)中速度比在空氣中大

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