如图所示,一根长为L的直光导纤维,它的折射率为n.光从它的一个端面射入,又从另一端面射出所需的最长时间为多少?(设光在真空中的光速为c)

问题描述:

如图所示,一根长为L的直光导纤维,它的折射率为n.光从它的一个端面射入,又从另一端面射出所需的最长时间为多少?(设光在真空中的光速为c)

光在光导纤维内是以全反射的方式传播的,每次的入射角都大于或等于临界角,但等于临界角时路程最大,时间最长,如图所示.

由几何关系知:sinC=

△l
△s
=
1
n

△s=n△l
设光经N次全反射从另一个端面射出,则总路程为s.
s=(N+1)△s=(N+1)n△l=n(N+1)△l=nl
因光在玻璃中的传播速度v=
c
n

则有,光在玻璃中传播的时间t=
s
v
=
n2l
c

答:光在光纤中运动的最长时间是
n2l
c

答案解析:根据全反射条件,依据光的折射定律,结合几何关系,即可求解.
考试点:光的折射定律.
知识点:考查光的全反射条件,掌握光的折射定律,理解sinC=
1
n
公式的含义,知道最长时间时,入射角恰好等于临界角.