Question

16．如圖所示是一段光導(dǎo)纖維的簡化圖，光纖總長為L，已知光從左端射入光線在光纖的側(cè)面上恰好能發(fā)生全反射．若已知該光纖的折射率為n，光在真空中傳播速度為c，求：
①光在該光纖中的速度大小；
②光從左端射入最終從右端射出所經(jīng)歷的時間．

Answer 1

分析 由題，根據(jù)幾何知識求出光線在光纖中通過的路程，由v=$\frac{c}{n}$ 求出光在光纖中傳播的速度；再求解光從A點射入到從B點射出所經(jīng)歷的時間t．

解答 解：①如圖所示，

而光在玻璃中傳播的速度為：v=$\frac{c}{n}$；
②則光沿著軸線的方向的速度為v′=vsinC
由上分析可得，光從A點射入到從B點射出所經(jīng)歷的時間為：t=$\frac{L}{v′}$=$\frac{L}{\frac{c}{n}×\frac{1}{n}}$=$\frac{{n}^{2}L}{c}$；
答：①光在該光纖中的速度大小$\frac{c}{n}$；
②光從左端射入最終從右端射出所經(jīng)歷的時間$\frac{{n}^{2}L}{c}$．

點評 本題考查對“光纖通信”原理的理解，利用全反射的條件求出入射角和折射角正弦，由數(shù)學(xué)知識求出光在光纖中通過的路程與L的關(guān)系，再所用的時間．