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(共83張PPT)
現代文閱讀Ⅰ
把握共性之“新”　打通應考之“脈”
第四章　光及其應用
第三節　光的全反射與光纖技術
[學習目標]　1．理解全反射現象和臨界角的概念，知道光疏介質、光密介質和發生全反射的條件．2．能用光線模型探索生活中光的全反射現象．3．了解光導纖維的工作原理及其應用．4．能從不同角度思考光傳播的問題．
必備知識·自主預習儲備
知識點一　光的全反射現象
1．光疏介質和光密介質
(1)光疏介質：折射率較__(選填“大”或“小”)的介質．
(2)光密介質：折射率較__(選填“大”或“小”)的介質．
(3)光疏介質與光密介質是____(選填“相對”或“絕對”)的．
小
大
相對
2．光的全反射
當光從折射率____的介質(光密介質)射入折射率____的介質(光疏介質)時，同時發生折射和反射，如果入射角逐漸增大，折射光線離法線會越來越遠，而且越來越弱，反射光線卻越來越強．當入射角達到某一角度，使折射角達到______，折射光線________，只剩下______線，這種現象稱為光的全反射．
較大
較小
90°
完全消失
反射光
3．臨界角
剛好發生全反射，折射角等于______時的入射角稱為臨界角，記作____ (有時也記作C)．
光從介質射入空氣(真空)時，發生全反射的臨界角ic與介質的折射率n的關系是_________．
4．發生光的全反射的兩個必要條件
(1)光線從____介質射入____介質．
(2)入射角____或____臨界角．
90°
ic
sin ic＝
光密
光疏
等于
大于
知識點二　光導纖維的工作原理
1．光纖及原理
光導纖維簡稱光纖，它能把光(信號)從一端遠距離傳輸到光纖的另一端，其原理就是利用了__________．
2．光纖的構造
光纖用的是石英玻璃或塑料拉制成的細絲，光纖由____和____組成，纖芯的折射率____包層的折射率，光傳播時在纖芯與包層的界面上發生______．
光的全反射
纖芯
包層
大于
全反射
知識點三　光纖技術的實際應用
1．光纜可以用來傳送____，醫學上用來檢查人體消化道的______就是利用了這種性質．
2．光纖寬帶、光纖電話、光纖有線電視等光纖通信網絡進入千家萬戶．
圖像
內窺鏡
1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)．
(1)光從空氣射入水中時可能發生全反射現象． (　　)
(2)光密介質，是指介質的折射率較大，密度不一定大． (　　)
(3)魚缸中上升的氣泡亮晶晶的，是由于光射到氣泡上發生了全反射． (　　)
(4)光纖一般由折射率小的玻璃內芯和折射率大的外層透明介質組成． (　　)
×
√
√
×
2．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分別為1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下幾種方式傳播，可能發生全反射的是
(　　)
A．從水晶射入玻璃　 B．從水射入二硫化碳
C．從玻璃射入水中 D．從水射入水晶
C　[發生全反射的條件之一是光從光密介質射入光疏介質，光密介質折射率較大，故只有C正確．]
√
3．華裔科學家高錕獲得諾貝爾物理學獎，他被譽為“光纖通信之父”．光纖通信中信號傳播的主要載體是光導纖維，它的結構如圖所示，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播．下列關于光導纖維的說法正確的是(　　)
A．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射
B．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射
C．波長越短的光在光纖中傳播的速度越大
D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大
√
A　[光纖內芯比外套折射率大，光在內芯與外套的界面上發生全反射，A正確，B錯誤；頻率大的光波長短，折射率大，在光纖中傳播速度小，C、D錯誤．]
關鍵能力·情境探究達成
光照到兩種介質界面處，發生了如圖所示的現象．
(1)上面的介質與下面的介質哪個折射率大？
(2)全反射發生的條件是什么？
提示：(1)下面的介質折射率大．
(2)一是光由光密介質射入光疏介質；
二是入射角大于或等于臨界角．
考點1　全反射
1．對光疏介質和光密介質的理解
(1)光疏介質和光密介質的比較：
介質種類 光的傳播速度 折射率
光疏介質 大 小
光密介質 小 大
(2)相對性：光疏介質、光密介質是相對的．同種介質在不同的比較中結果可能不同，如水、水晶和金剛石，水晶對水來說是光密介質，但對金剛石來說是光疏介質．
(3)光疏和光密是從介質的光學特性來說的，并不是它的密度大?。纾凭拿芏缺人?，但酒精和水相比酒精是光密介質．
2．全反射規律
(1)全反射的條件：
①光由光密介質射向光疏介質；
②入射角大于或等于臨界角．
(2)全反射遵循的規律：發生全反射時，光全部返回原介質，入射光與反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光線，光的折射定律不再適用．
3．不同色光的臨界角
不同顏色的光由同一介質射向空氣或真空時，頻率越高的光的臨界角越小，越易發生全反射．
4．生活中的全反射現象及其應用
(1)夏季的早晨，從某一方向看植物葉子上的露珠會格外明亮，玻璃中的氣泡從側面看也是特別明亮．
解釋：光照射露珠或經玻璃照射氣泡時，一部分光會發生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，人就會感覺特別明亮．
(2)全反射棱鏡：
特點：①當光垂直于它的一個界面射入后，都會在其內部發生全反射，與平面鏡相比，它的反射率很高；②反射時失真小，兩種反射情況如圖甲、乙所示．
應用：如圖所示，自行車后面有尾燈，它雖然本身不發光，但在夜間行駛時，從后面開來的汽車發出的強光照在尾燈上，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車．
【典例1】　一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發光面的中心在同一豎直線上．已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發光面發出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率．
[思路點撥]　(1)由圓紙片恰好完全擋住圓形發光面發出的光線可確定臨界角．
(2)根據sin ic＝可計算折射率．
[解析]　根據全反射定律，圓形發光面邊緣發出的光線射到玻璃板上表面時的入射角為臨界角(如圖所示)，設為θ，且sin θ＝
根據幾何關系得sin θ＝
而L＝R－r
聯立以上各式，解得n＝
[答案]　
規律方法　解答全反射定律的技巧
(1)解答全反射問題時，要抓住發生全反射的兩個條件：一是光必須從光密介質射入光疏介質，二是入射角大于或等于臨界角．
(2)利用好光路圖中的臨界光線，準確地判斷出恰好發生全反射的光路圖是解題的關鍵，且在畫光路圖時盡量與實際相符．
[跟進訓練]
1．1870年，英國物理學家丁達爾做了“水流導光”的實驗．某學習小組進行類似的實驗研究，在透明塑料瓶裝滿水，在其側面開一小孔，打開瓶蓋后，水從小孔流出形成彎曲不散開的水流，用細激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，將看到光沿彎
曲水流傳播的現象，對此下列說法正確的是(　　)
A．這是一種光的折射現象
B．這是一種光的全反射現象
C．這是一種光的衍射現象
D．該實驗證明了光在均勻介質中可以不沿直線傳播
√
B　[當某一頻率的激光從水中射向空氣時，若入射角大于或等于激光的臨界角，則激光會發生全反射，保持在水中傳播，從而看到光沿彎曲水流傳播的現象，即該現象是一種光的全反射現象；激光在水中仍沿直線傳播，該實驗不能證明光在均勻介質中可以不沿直線傳播.故選B．]
2．(多選)一束光從某介質進入真空，方向如圖所示，則下列判斷正確的是(　　)
A．該介質的折射率是
B．該介質的折射率是
C．該介質相對真空發生全反射的臨界角小于45°
D．光線按如圖所示的方向入射，無論怎樣改變入射方向都不可能發生全反射現象
√
√
BC　[上面是介質，下面是真空，入射角i＝30°，折射角γ＝60°，則折射率n＝＝＝，故A錯誤，B正確；＝＝＜，則ic＜45°，故C正確；光線按題圖所示的方向入射，當入射角大于臨界角時，就會發生全反射現象，故D錯誤．]
考點2　光導纖維的應用
1．構造及傳播原理
(1)構造：光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有1～100 μm，如圖所示，它是由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率大于外套的折射率．
(2)傳播原理：光由一端進入，在兩層的界面上經過多次全反射，從另一端射出，光導纖維可以遠距離傳播光，光信號又可以轉換成電信號，進而變為聲音、圖像．
2．光導纖維的折射率
設光導纖維的折射率為n，當入射角為θ1時，進入端面的折射光線傳到側面時恰好發生全反射，如圖所示，則有：
sin ic＝，n＝，ic＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝．
由圖可知：當θ1增大時，θ2增大，而從纖維射向空氣中光線的入射角θ減小，當θ1＝90°時，若θ＝ic，則所有進入纖維中的光線都能發生全反射，即解得n＝，以上是光從纖維射向真空時得到的折射率，由于光導纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比 大些．
【典例2】　如圖所示，一根長為l＝5.0 m的光導纖維的內芯用折射率n＝的材料制成．一束激光由其左端的中心點以45°的入射角射入光導纖維內，經過一系列全反射后從右端射出來，若光速c＝3×108 m/s，求：
(1)該激光在光導纖維中的速度v是多大；
(2)該激光在光導纖維中傳輸所經歷的時間是多少．(結果均保留兩位有效數字)
[思路點撥]　(1)由光導纖維的折射率可計算臨界角．
(2)光在光導纖維側面上發生全反射現象，計算出光的總路程，根據光速可求出傳播時間．
[解析]　 (1)由n＝可得v＝×108 m/s≈2.1×108 m/s．
(2)已知入射角θ1＝45°，由n＝可得θ2＝30°
由sin C＝得C＝45°
則光線從左端面射入后的折射角為30°，射到側面時的入射角為60°，大于臨界角45°，因此發生全反射.同理光線每次在側面都將發生全反射，直到光線到達右
端面.由此作光路圖如圖所示．
光線在光導纖維中通過的總路程s＝＋＋＋＋…＝
因此該激光在光導纖維中傳輸所經歷的時間t＝
解得t＝×10-8 s≈2.7×10-8 s．
[答案]　(1)2.1×108 m/s　(2)2.7×10-8 s
[跟進訓練]
3．如圖所示，光導纖維的內芯折射率為n1、外套折射率為n2，光由光導纖維的一端從空氣進入內芯后，經多次全反射傳播到另一端射出，則(　　)
A．n1>n2 B．n1C．sin α＝ D．sin α＝
√
A　[欲使光在內芯和外套的界面上發生全反射，必須從光密介質射入光疏介質，需要滿足n1>n2，A正確，B錯誤；在內芯發生全反射的臨界角為sin C＝，題圖中發生全反射，滿足α≥C，所以
sin α≥sin C＝，C、D錯誤．]
學習效果·隨堂評估自測
1．莊子與惠子游于濠梁之上．莊子曰：“鰷魚出游從容，是魚之樂也．”人在橋上觀魚時(　　)
A．人能看到魚，魚不能看到人
B．人看到的魚是經反射所成的像
C．魚看到的人的位置比人的實際位置低
D．人看到的魚的位置比魚的實際位置高
√
D　[根據光路的可逆性，人能看到魚，魚也一定能看到人，A錯誤；人看到的魚是經光的折射所成的像，B錯誤；人在空氣中，人作為等效光源，入射角大于折射角，魚沿折射光線的反向延長線看人，魚看到的人的位置比人的實際位置高，C錯誤；同理，人看到的魚的位置比魚的實際位置高，D正確.故選D．]
2．(多選)如圖所示，光纖通信的主要部件為光導纖維，其由纖芯和包層兩部分組成，以合適角度進入光纖的光能夠在纖芯和包層分界面上發生全反射，以折線的形式沿著光纖傳播．下列說法正確的是(　　)
A．纖芯的折射率大于包層的折射率
B．減小光在入射端的入射角i，光在光
纖中的傳播時間將增大
C．光的波長增大時，纖芯對光的折射率將增大
D．光的波長增大時，其在纖芯中的傳播速度將增大
√
√
AD　[發生全反射的條件是光由光密介質進入光疏介質，則纖芯的折射率大于包層的折射率，故A正確；光的入射角i減小時，光在纖芯中傳播的路程變短，則傳播時間將減小，故B錯誤；光的波長增大時，纖芯對光的折射率n將減小，根據v＝，可知光在纖芯中的傳播速度將增大，故C錯誤，D正確．]
3．兩種單色光由水中射向空氣時發生全反射的臨界角分別為θ1、θ2，已知θ1＞θ2，用n1、n2分別表示水對兩種單色光的折射率，v1、v2分別表示兩種單色光在水中的傳播速度，則(　　)
A．n1＜n2，v1＜v2　　　 B．n1＜n2，v1＞v2
C．n1＞n2，v1＜v2 D．n1＞n2，v1＞v2
√
B　[根據光的全反射臨界角與折射率的關系sin θ＝，則有n＝，因θ1＞θ2，所以n1＜n2；光在水中的傳播速度v＝，因為n1＜n2，所以v1＞v2，故選B．]
4．如圖所示，口徑較大、充滿水的圓柱形薄壁淺玻璃缸底有一發光小球，則(　　)
A．小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球
B．小球所發的光能從水面任何區域射出
C．小球所發的光從水中進入空氣后頻率變大
D．小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大
√
D　[小球發出的光先從水中傳播，然后再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，故A錯誤；由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于或等于臨界角時，光會發生全反射，球所發的光不能從水面任何區域射出，故B錯誤；光從水中進入空氣后頻率不變，由于折射率變小，故光的傳播速度變大，故C錯誤，D正確．]
5．如圖所示，一種光學傳感器是通過接收器Q接收到的光的強度變化而觸發工作的．光從擋風玻璃內側P點射向外側M點再折射到空氣中，測得入射角為α，折射角為β；光從P點射向外側N點，剛好發生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達式．
[解析]　根據光的折射定律有n＝
根據光的全反射規律有sin θ＝
聯立解得sin θ＝
[答案]　sin θ＝
回顧本節內容，自主完成以下問題：
1．全反射的條件？
提示：光由光密介質射向光疏介質，入射角大于或等于臨界角．
2．不同色光臨界角不同，哪種色光最容易發生全反射？
提示：紫光．
3．光導纖維的傳播原理？
提示：光從一端進入，經過多次全反射，從另一端射出，再將光信號轉換成電信號，傳播聲音和圖像．
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?考點一　對全反射的理解
1．(多選)下述現象哪些是由于全反射造成的(　　)
A．露珠或噴泉的水珠，在陽光照耀下格外明亮
B．直棒斜插入水中時呈現彎折現象
課時分層作業(十三)　光的全反射與光纖技術
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C．口渴的沙漠旅行者，往往會看到前方有一潭晶瑩的池水，當他們喜出望外地奔向那潭池水時，池水卻總是可望而不可即
D．在盛水的玻璃杯中放一空試管，用燈光照亮玻璃杯側面，在水面上觀察水中的試管，看到試管壁特別明亮
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ACD　[露珠或噴泉的水珠，在陽光照耀下在部分位置發生全反射，所以格外明亮，故A正確；直棒斜插入水中時呈現彎折現象是由于光的折射，故B錯誤；口渴的沙漠旅行者，往往會看到前方有一潭晶瑩的池水，是折射和全反射形成的現象，故C正確；盛水的玻璃杯中放一空試管，用燈光照亮玻璃杯側面，在水面上觀察水中的試管，看到試管壁特別明亮，是由于發生了全反射，故D正確．]
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2．(多選)關于全反射，下列說法正確的是(　　)
A．發生全反射時，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認為不存在折射光線而只有反射光線
B．光線從光密介質射向光疏介質時，一定會發生全反射現象
C．光從光疏介質射向光密介質時，不可能發生全反射現象
D．水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發生全反射
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CD　[全反射是當光從光密介質射向光疏介質，且入射角大于等于臨界角時發生的現象，發生全反射時全部光線均不進入光疏介質.光從水或玻璃射向氣泡時，一部分光線在界面發生了全反射，即反射光增強，透射光減弱，就使氣泡看起來特別亮，A、B錯誤，C、D正確．]
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3．某物理興趣小組用實驗探究光的色散規律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內，在其左方豎直放置一個很大的光屏P，讓一復色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有a和b兩束單色光射向光屏P，如圖所示．他們根據實驗現象提出了以下四個猜想，你
認為正確的是(　　)
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A．單色光a的波長小于單色光b的波長
B．在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度
C．單色光a通過玻璃磚所需的時間大于單色光b通過玻璃磚所需的時間
D．在光束SA繞圓心O逆時針轉動的過程中，在光屏P上最早消失的是a光
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B　[由題圖知，a光的偏折程度小于b光，所以a光的折射率小于b光的折射率，則a光的波長大于b光的波長，故A錯誤；由v＝知，b光在玻璃磚中傳播速度較小，時間較長，故B正確，C錯誤；由 sin C＝，知a光的臨界角較大，b光的臨界角較小，則當光束SA繞圓心O逆時針轉動過程中，在光屏P上最早消失的是b光，D錯誤.故選B．]
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?考點二　臨界角公式的分析和計算
4．(多選)如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點，已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為AB、BC的中點，則(　　)
A．該棱鏡的折射率為
B．光在F點發生全反射
C．光從空氣進入棱鏡，波長變小
D．從F點出射的光束與入射到E點的光束平行
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AC　[在E點作出法線可知入射角為60°，折射角為30°，折射率為，故A正確；光在棱鏡中發生反射的臨界角的正弦值為，則臨界角大于30°，在F處的入射角為30°，小于臨界角，不會發生全反射，故B錯誤；光從空氣進入棱鏡，頻率不變，速度變小，由v＝λν知波長變小，故C正確；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到E點的光束平行，故D錯誤．]
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5．某種液體的折射率為2，距液面下深h處有一個點光源，從液面上看液面被光源照亮的圓形區域的半徑為(　　)
A．h B．h
C．h D．h
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C　[設水面上的人看到水面被該光源照亮的圓形區域的半徑為r，如圖所示，光線在圓形區域的邊緣恰好發生全反射，入射角等于臨界角C.由sin C＝＝得C＝30°.根據幾何關系可知r＝h，故C正確．]
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6．如圖所示，半徑為 R 的半圓形透明材料，折射率n＝2．一束平行光從空氣以垂直于其底面的方向射入，則下列說法正確的是(　　)
A．所有光線都能透過這種材料
B．只有距圓心O兩側范圍內的光才能通過
C．只有距圓心O兩側 范圍內的光才能通過
D．射出的光束會形成發散光束
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B　[透明材料折射率n＝2，所以光在這種材料中的臨界角的正弦值sin C＝＝，即C＝30°，平行光射到底面時，光線與界面垂直，方向不變，繼續射到球面時，距圓心O兩側范圍內的光線入射角小于臨界角，光線能射出，且射出時發生折射會形成匯聚光束，范圍外的光線入射角大于或等于臨界角，發生全反射.故選B．]
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7．有一束波長為6×10-7 m的單色光從空氣射入某種透明介質，入射角為45°，折射角為30°，則下列說法正確的是(　　)
A．介質的折射率是
B．這束光在介質中傳播的速度是1.5×108 m/s
C．這束光的頻率是5×1014 Hz
D．這束光發生全反射的臨界角是30°
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C　[該介質的折射率為n＝＝，A錯誤；光在介質中傳播的速度是v＝＝ m/s＝×108 m/s，該束光的頻率為f＝＝ Hz＝5×1014 Hz，B錯誤，C正確；因為sin C＝＝，該束光的全反射臨界角為45°，D錯誤．]
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?考點三　光導纖維
8．如圖所示的長直光纖，柱芯為玻璃，外層用折射率比玻璃小的介質包覆．若光線自光纖左端進入，與中心軸的夾角為θ，則下列有關此光線傳播方式的敘述，正確的是(　　)
A．不論θ為何值，光線都不會發生全反射
B．不論θ為何值，光線都會發生全反射
C．θ夠小時，光線才會發生全反射
D．θ夠大時，光線才會發生全反射
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C　[發生全反射的條件是光由光密介質射入光疏介質及入射角i要大于或等于臨界角C，即光線傳播到光纖側面時的入射角i應滿足i＝90°－θ≥C，θ≤90°－C，故選項C正確．]
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9．光導纖維是利用光的全反射來傳輸光信號的．如圖所示，一光導纖維內芯折射率為n1，外層折射率為n2，一束光信號與界面夾角為α由內芯射向外層，要在界面發生全反射，必須滿足的條件是(　　)
A．n1>n2，α小于某一值
B．n1C．n1>n2，α大于某一值
D．n1題號
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A　[光在內芯和外層的界面上發生全反射，則內芯的折射率n1大于外層的折射率n2，由于入射角要大于或等于臨界角，所以α應小于某一值.故A正確，B、C、D錯誤．]
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10．(多選)如圖所示，ABC為一玻璃三棱鏡的截面，一束光線MN垂直于AB面射入，在AC面發生全反射后從BC面射出，則(　　)
A．由BC面射出的紅光更偏向AB面
B．由BC面射出的紫光更偏向AB面
C．若∠MNB變小，最先從AC面透出的是紅光
D．若∠MNB變小，最先從AC面透出的是紫光
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BC　[在AC面發生全反射后從BC面射出時，所有光線在BC面上入射角相等，由于玻璃對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大，根據折射定律得到，在BC面上的折射角紅光的最小，紫光的最大，則由BC面射出的紫光更偏向AB面，故A錯誤，B正確；若∠MNB變小，在AC面入射角減小，由于紅光的臨界角最大，當入射角減小，最先從AC面透出，故C正確，D錯誤．]
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11．(源自人教版教材改編)單鏡頭反光式取景照相機簡稱單反相機，它用一塊放置在鏡頭與感光部件之間的透明平面鏡把來自鏡頭的圖像投射到對焦屏上，對焦屏上的圖像通過五棱鏡的反射進入人眼中．如圖所示為單反相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，AB⊥BC．光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發生全反射，且兩次全反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出．下列說法正確的是(　　)
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A．∠BCD＝135°
B．∠BAE和∠BCD不相等
C．該五棱鏡折射率的最小值是
D．該五棱鏡折射率的最小值是
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C　[設光在CD面上的入射角為θ，作出該光線的光路圖如圖所示，在CD和EA面上均發生全反射，且入射角相等，由幾何知識得4θ＝90°，解得θ＝22.5°，故∠BCD＝112.5°，A錯誤；同理可得，∠BAE＝112.5°，B錯誤；由折射定律知，五棱鏡的最小折射率為n＝，C正確，D錯誤．]
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12．一個水平放置的圓柱形罐體內裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示．一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內壁向上移動，它所發出的光束始終指向圓心O點．當光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束．已知光在空氣中的傳播速度為c，求液體的折射
率n和激光在液體中的傳播速度v．
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[解析]　當入射角達到45°時，恰好到達臨界角C，根據sin C＝
可得液體的折射率n＝＝＝
由于n＝
可知激光在液體中的傳播速度v＝＝c．
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[答案]　　c
13．光纖通信的主要優點是容量大、衰減小、抗干擾性強，載有聲音、圖像以及各種數字信號的激光從光纖的一端輸入，就可以沿著光纖傳到千里之外的另一端，實現光纖通信．長為L的一段直光導纖維如圖所示，讓一單色光線射向右側截面某點，緩慢減小入射角α，發現減小至α＝60°時便不再有光從長側面逸出．已知光在真空中的傳播速度為c．求：
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(1)該光導纖維對這種單色光的折射率；
(2)以不同入射角進入光纖的光信號傳遞到另一端所用的時間會有所不同，求最長時間．
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[解析]　(1)當入射角減小至α＝60°時，光恰好在長側面發生全反射，如圖所示：
根據折射定律可得n＝
根據全反射臨界角公式可得sin C＝
又γ＋C＝90°
則有sin C＝cos γ
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聯立可得該光導纖維對這種單色光的折射率
n＝＝＝
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(2)單色光在光導纖維中的傳播速度v＝
當入射角為α＝60°時，光在光導纖維傳播的路程最長，則所用時間最長，根據幾何關系可知
smax＝＝nL
則最長時間為tmax＝＝＝
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[答案]　(1)　(2)
謝 謝！

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