高中物理,光,为什么光线在玻璃丝中传播,刚好发生全反射的时候,所需时间最长

2025-06-22 13:37:34
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回答1:

设激光束在光导纤维端面的入射角为i,折射角为α,折射光线射向侧面时的入射角为β,要保证不会有光线从侧壁射出来,其含义是能在侧壁发生全反射.
由折射定律:n=sinisina
由几何关系:α+β=90°,sinα=cosβ
恰好发生全反射临界角的公式:sinβ=1n,得cosβ=

1−1n2
联立得sini=

n2−1
要保证从端面射入的光线能发生全反射,应有sini≤

n2−1
(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v=cn
光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsina
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为T=Lvz
光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,联立得Tmax=Ln2c
答:(i) 光线在端面AB上的入射角应满足sini≤

n2−1
(ii)线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所藉的最长时间Tmax=Ln2c