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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:
sini
sinr
=n…(1)

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
…(2)

聯立以上兩式,並註意到i=90°,可解得:n=

2
…(3)

(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
…(4)

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
…(5)

聯立(1)(4)(5)得:

t2
t1
=
n
n2?1

答:(1)n的最小值為

2

(2)最長與最短時間的比

n
n2?1