（9分）如圖所示為一光導(dǎo)纖維（可簡(jiǎn)化為一長玻璃絲）的示意圖。玻璃絲長為L，折射率為n，AB代表端面。已知光在真空中的傳播速度為c。

（1） 為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣�，求光線在AB端面上的入射角i應(yīng)滿足的條件； 
（2） 求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時(shí)間。 

（1）sini≤；（2）t=。

解析試題分析：（1）設(shè)光束在光導(dǎo)纖維AB端面的入射角為i，折射角為r，折射光線射向側(cè)面時(shí)剛好發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為C。
由折射定律：n＝ （1分）
折射光線射向側(cè)面剛好發(fā)生全反射時(shí)：sinC=（1分）
由幾何關(guān)系：r +C=90°   （1分）
聯(lián)立解得：sini= n（1分）
要保證從端面射入的光線能發(fā)生全反射，應(yīng)有sini≤   （1分）
（2）光在玻璃絲中傳播速度的大小為v=（1分）
光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)，光線從端面AB傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長。  （1分）
此時(shí)的光程為：  （1分）
光線從玻璃絲端面AB傳播到其另一端面所需時(shí)間為t=   （1分）
考點(diǎn)：光的折射定律，全反射及光導(dǎo)纖維。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，為某種材料制成的三棱鏡截面ABC，底邊BC水平且鍍銀，其中，角A=900角B=600一束豎直向下的光束，從AB邊上的M點(diǎn)入射，經(jīng)過BC面反射后，從AC邊上的N點(diǎn)平行于BC邊射出，且MN連線與BC平行。

求：(1)正確作出的光路圖；
(2)光線在M點(diǎn)的折射角；
(3)三棱鏡的折射率。（可用根式表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí)，其折射光束如圖所示。若用a、b兩束光先后照射某金屬，b光照射時(shí)恰能逸出光電子；那么a光照射時(shí)金屬板   （填“能”或“不能”）逸出光電子；現(xiàn)將a、b兩束光先后從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，若b光不能進(jìn)入空氣，則a光   （填“能”或“不能”）進(jìn)入空氣。

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科目：高中物理 來源： 題型：問答題

如圖所示，直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面，∠A=30°。一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn)，并偏折到AB上的F點(diǎn)，光線EF平行于底邊AC。已知入射方向與BC的夾角為θ=30°。試通過計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示為某種透明介質(zhì)的截面圖，△AOC為等腰直角三角形，BC為半徑R＝10cm的四分之一圓弧，AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點(diǎn)．由紅光和紫光兩種單色光組成的復(fù)色光射向圓心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)亮斑．已知該介質(zhì)對(duì)紅光和紫光的折射率分別為n1＝，n2＝.

(1)判斷在AM和AN兩處產(chǎn)生亮斑的顏色；
(2)求兩個(gè)亮斑間的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(10分)如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A＝60°，∠C＝90°；一束極細(xì)的光于AC邊的中點(diǎn)垂直AC面入射，AC＝2a，棱鏡的折射率為n＝，求：

①光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時(shí)的折射角；
②光從進(jìn)入棱鏡到第一次射入空氣時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(設(shè)光在真空中傳播速度為c)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示， 真空中有一下表面鍍有反射膜的平行玻璃磚，其折射率n=。一束單色光與界面成θ＝45°角斜射到玻璃磚上表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個(gè)光點(diǎn)A和B，A和B相距h＝2.0 cm.已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108 m/s，試求：

①該單色光在玻璃磚中的傳播速度．
②玻璃磚的厚度d.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖，為某種透明材料做成的三棱鏡橫截面，其形狀是邊長為a的等邊三角形，現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到該三棱鏡的AB及AC面上，結(jié)果所有從AB、AC面入射的光線進(jìn)入后恰好全部直接到達(dá)BC面.試求：

（i）該材料對(duì)此平行光束的折射率；
（ii）這些到達(dá)BC面的光線從BC面折射而出后，如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑，則當(dāng)屏到BC面的距離d滿足什么條件時(shí)，此光斑分為兩塊?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一透明介質(zhì)制成的直角三棱鏡，頂角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，經(jīng)AB面射出后的光線偏離原來方向15°。已知光在真空中的傳播速度為c。求：
①該介質(zhì)對(duì)光的折射率；
②光在介質(zhì)中的傳播速度。

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