如图所示,一条长度为L=5.0m的光导纤维的内芯用折射率为n的材料制成,外芯的折射率可认为与空气的折射率

2025-05-21 19:45:21
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回答1:

(1)由n

c
v
可得,v=
3×108
2
=2.1×108m/s;
(2)由n=
sinα
sinθ
可知,光从左端射入后的折射角θ=30°,则侧面的入射角为60°,大于临界角C=45°.
解得:t=
L
vcosθ
=2.7×10-8m/s
(3)由分析可知,α越大(最大接近90°),光在侧面时的入射角β越小,越容易发生泄漏现象.
由题,应有β≥C=arcsin
1
n

而β=90°-θ,n=
sinα
sinθ

则:cosβ=sinθ=
sinα
n
=
1
n
≤cos (arcsin
1
n
),得:n≥
2

答:(1)若n=
2
,α=45°,则该激光在光导纤维中的速度v是2.1×108m/s;
(2)若n=
2
,α=45°,则该激光在光导纤维中的传输时间是2.7×10-8m/s;
(3)若要保证不管α取何值时,激光都不会从光导纤维的侧面漏出,n的取值范围n≥
2