第2节　全反射　光导纤维.doc

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1、课后练习全反射光导纤维基础达标练1．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是(　　)A．出现的是“海市蜃楼”，是由光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射答案：D2．(多选)光在某种介质中的传播速度是1.5×108m/s，光从该介质射向空气时(　　)A．介质的临界角是30°B．大于或等于30°的所有角都

2、是临界角C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射D．临界角可能是60°答案：AC3.一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是(　　)A．该介质的折射率是B．该介质的折射率是C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D．光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象解析：由题意知，入射角α＝30°，折射角β＝60°，由折射定律可得：n＝＝＝，A项错误，B项正确；发生全反射的临界角为C，sinC＝，sin45°＝，<，C<45°，C项错误；光线按如图所示的方向入射，当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射现象，D项错误．答案：B4．

3、(多选)华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通读之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是(　　)A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：光导纤维利用光的全反射原理，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，A项正确，B项错误；波长越长的光，折射率越小，在光纤中传播的

4、速度越大，C项正确；频率越大的光折射率越大，在光纤中传播的速度越小，D项错误．答案：AC5.一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路．解析：sinr＝＝＝，r＝30°由sinC＝＝，得C＝45°.光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出．答案：30°　图见解析能力提升练6．(多选)如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是(　　)A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发

5、生偏折D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射解析：垂直射向界面的光线不偏折，因而光束沿直线平行射到半圆面上，其中通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折，入射角为零．由中心向外的光线，在半圆面上进入真空时的入射角逐渐增大并趋近90°角，折射角一定大于入射角，所以一定会发生全反射．答案：BCD7．如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

6、(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．解析：(1)如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.i＝ic①设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有nsinic＝1②由几何关系有sini＝③联立①②③式并利用题给条件，得l＝R④(2)设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有nsini1＝sinr1⑤设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有＝⑥由几何关系有∠C＝r1－i1⑦sini1＝⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条

7、件得OC＝R≈2.74R⑨答案：(1)R　(2)2.74R