Question

【題目】閱讀短文，回答問(wèn)題：

光纖的奧秘

光纖電纜是本世紀(jì)最重要的發(fā)明之一。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質(zhì)，使用光來(lái)傳送信號(hào)。光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端，而不會(huì)“溜”出玻璃光纖，這是為什么呢?

如圖甲所示，以某種玻璃為例，當(dāng)一束激光從這種玻璃射入空氣時(shí)，光線在玻璃與空氣的分界面同時(shí)發(fā)生折射與反射現(xiàn)象；當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)，折射光線強(qiáng)度逐漸減弱，反射光線強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)；當(dāng)入射角增大到41.8°時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線，如圖丙所示，這種現(xiàn)象叫做全反射。

并非光線在任何界面都會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象只有在光從一種介質(zhì)斜射向另一介質(zhì)折射角大于入射角時(shí)才能發(fā)生。

光纖通信就是利用光的全反射原理。如圖丁所示，光導(dǎo)纖維在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)芯和外套兩種不同的透明介質(zhì)，光從內(nèi)芯傳播時(shí)遇到光纖外套處，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，從而保證光線不會(huì)泄漏到光纖外。這樣光就只在玻璃中傳播，而不會(huì)“溜”出玻璃光纖，如圖戊所示。

（1）圖甲中，光線從玻璃斜射向空氣時(shí)，反射角_______（大于/小于/等于）折射角。

（2）圖乙中，當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)_______。

A．折射角逐漸增大，反射角逐漸減小

B．折射角逐漸減小，反射角逐漸增大

C．折射光線逐漸增強(qiáng)，反射光線逐漸減弱

D．折射光線逐漸減弱，反射光線逐漸增強(qiáng)

（3）光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，增大入射角_________ (有可能/不可能)發(fā)生全反射。

（4）光線從光導(dǎo)纖維的外套斜射向內(nèi)芯時(shí)_______。

A．折射角大于入射角，可能會(huì)發(fā)生全反射

B．折射角小于入射角，可能會(huì)發(fā)生全反射

C．折射角大于入射角，不可能發(fā)生全反射

D．折射角小于入射角，不可能發(fā)生全反射

（5）如圖所示，三棱鏡由圖甲中玻璃做成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個(gè)面射入，請(qǐng)?jiān)趫D中完成這束入射光的光路圖。

（________）

Answer 1

【答案】小于 D 不可能 D

【解析】

(1)[1]由光的折射定律知道，當(dāng)光線從空氣斜射入其它透明介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；所以，光線從玻璃斜射向空氣時(shí)，入射角總是小于折射角，又因?yàn)榉瓷浣堑扔谌肷浣牵�所以，反射角小于折射角�?/span>

(2)[2]由“逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來(lái)越遠(yuǎn)，且越來(lái)越弱，反射光線越來(lái)越強(qiáng)。”知道，當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)，折射光線逐漸減弱，反射光線逐漸增強(qiáng)，故選D；

(3)[3]全反射現(xiàn)象只有在光從一種介質(zhì)射向另一介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角時(shí)才能發(fā)生。如果光是從空氣進(jìn)入玻璃，根據(jù)折射規(guī)律知道，由折射角小于入射角，當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大，但折射角不可能達(dá)到90°，所以，這種現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生；

(4)[4]光線從光導(dǎo)纖維的外套斜射向內(nèi)芯時(shí)，折射角小于入射角，不可能發(fā)生全反射，故選D；

(5)[5]光線從空氣垂直于玻璃入射，所以光的傳播方向不變；當(dāng)光射到玻璃的右表面時(shí)，由于入射角為45°，大于臨界角41.8°，所以發(fā)生全反射（折射光線消失，只有反射光線），其路徑大致如下圖所示：