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(接29日)
4.光導纖維
全反射的一個重要應用就是用於光導纖維(簡稱光纖)。光纖有內、外兩層材料,其中內層是光密介質,外層是光疏介質。光在光纖中傳播時,每次射到內、外兩層材料的界面,都要求入射角大於臨界角,從而發生全反射。這樣使從一個端面入射的光,經過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。
【例6】如圖所示,一條長度為L=5.0m的光導纖維用折射率為n=-的材料制成。一細束激光由其左端的中心點以α=45°的入射角射入光導纖維內,經過一系列全反射後從右端射出。求:⑴該激光在光導纖維中的速度v是多大?⑵該激光在光導纖維中傳輸所經歷的時間是多少?
解:⑴由n=c/v可得v=2.1×108m/s
⑵由n=sinα/sinr可得光線從左端面射入後的折射角為30°,射到側面時的入射角為60°,大於臨界角45°,因此發生全反射,同理光線每次在側面都將發生全反射,直到光線達到右端面。由三角關系可以求出光線在光纖中通過的總路程為s=2L/-,因此該激光在光導纖維中傳輸所經歷的時間是t=s/v=2.7×10-8s。
(完)
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