解:根據(jù)全反射的原理
在光纖中的光線只有sin入射角 >= 1/n 時(shí)才會(huì)發(fā)生全反射
最長(zhǎng)時(shí)間 => 路程最遠(yuǎn) => 入射角最小 => sin入射角=1/n
光纖中的光速V=3*10^8/n
所以行進(jìn)L長(zhǎng),實(shí)際的路線長(zhǎng)=L/sin入射角=Ln
T=S/V=Ln/(3*10^8/n)=Ln^2/(3*10^8)秒
因?yàn)楣饩€是一種介質(zhì),光在介質(zhì)中傳播的速度都要小于真空中的光速。
光線不能太彎是因?yàn)楣饩€是依靠很強(qiáng)的折射率對(duì)比來(lái)對(duì)光進(jìn)行全反射。
每條光纖都有自己的全反射角。如果彎曲太厲害光就會(huì)從光纖中透射出去。
光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱光纖,是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維。如果將許多根經(jīng)過(guò)技術(shù)處理的光纖繞在一起,就得到我們常說(shuō)的光纜。
光纖傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng),利用光纜通訊,能同時(shí)傳播大量信息。例如一條光纜通路同時(shí)可容納十億人通話,也可同時(shí)傳送多套電視節(jié)目。光纖的抗干擾性能好,不發(fā)生電輻射,通訊質(zhì)量高,能防竊聽。光纜的質(zhì)量小而細(xì),不怕腐蝕,鋪設(shè)也很方便,因此是非常好的通訊材料。目前許多國(guó)家已使用光纜作為長(zhǎng)途通訊干線。我國(guó)也開始生產(chǎn)光導(dǎo)纖維,并在部分地區(qū)和城市投入使用。隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展,光纖通訊必將大為普及。
光纖除了可以用于通訊外,還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等許多方面。例如,可將光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡導(dǎo)入心臟,測(cè)量心臟中的血壓、溫度等。在能量和信息傳輸方面,光導(dǎo)纖維也得到了廣泛的應(yīng)用。
光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。當(dāng)入射角 增大到某一角度,使折射角達(dá)到90°時(shí),折射光完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫做全反射。
發(fā)生全反射的條件:(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);(2)入射角大于或等于臨界角。
臨界角:當(dāng)光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),入射角大于或等于某一角度C時(shí),折射光線消失,發(fā)生了全反射現(xiàn)象。角度C就被稱為臨界角。當(dāng)入射角等于臨界角時(shí),折射角等于90°,由折射定律和光路可逆可得:sin90:sinC=n,C=arcsin(1/n)
用麥克斯韋方程組可推導(dǎo)