光纖是現代通訊普遍使用的信息傳遞媒介,它利用全反射原理來傳遞光信號.現有壹根圓柱形光纖,已知制作光
(1)設光的入射角為i,折射角為r,根據折射定律得:
=n…(1)
…(2)
…(3)
…(4)
…(5)
=
;
.
sini |
sinr |
當i趨於90°時,r最大,此時光在側面的入射角最小,只要能保證此時光在側面恰好發生全反射,
即能保證所有入射光都能發生全反射.即:sin(90°-r)=
1 |
n |
聯立以上兩式,並註意到i=90°,可解得:n=
2 |
(2)設光從壹端垂直入射,不經反射直接到達另壹端所用時間為t1,此時所用時間應最短.
設光在光纖中傳播速度為v,則:t1=
L |
v |
而光經過多次全反射後到達另壹端所用時間就會變長,從圖中可以看出i越大,發生反射的次數就越多,到達另壹端所用時間就越長,當i=90°時,所用時間最長,設為t2,t2=
L |
vcosr |
聯立(1)(4)(5)得:
t2 |
t1 |
n | ||
|
答:(1)n的最小值為
2 |
(2)最長與最短時間的比
n | ||
|