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161357. (2023•西安中学•高三上期末) 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介,它利用全反射原理来传递光信号。现有一根圆柱形光纤,已知制作光纤材料的折射率为n。假设光信号从光纤一嘴的中心进入,如图所示,为保证沿任意方向进入的光信号都能传遇到另一端,n不能小于某一值。
(1)求n的最小值;
(2)沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同,求最长时间与最短时间的比值。
德优题库
共享时间:2023-02-27 难度:1
[考点]
光的折射与全反射的综合问题,
[答案]
(1)n的最小值为
(2)沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同,最长时间与最短时间的比值为
[解析]
解:(1)设光的入射角为i,折射角为r,根据折射定律有
sini=nsinr
当i趋于90°时,r最大,光在侧面的入射角最小,当在侧面的入射角最小时能发生全反射,则所有入射的光均能发生全反射,则有
sin(90°﹣r)=
联立解得
n=
(2)设光从一端垂直入射,不经过反射直接到达另一端所用的时间为t1,此时所用时间最短,设光在光纤中传播的速度为v,则有
t1
光经过多次全反射到达另一端所用时间会变长,当i最大时,所用时间最长,即当i=90°时,光到达另一端所用的时间最长,设最长时间为t2。则有
t2
综上解得
答:(1)n的最小值为
(2)沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同,最长时间与最短时间的比值为
[点评]
本题考查了"光的折射与全反射的综合问题,",属于"基础题",熟悉题型是解题的关键。
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160313. (2020•西安中学•二模) 图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。
(i)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;
(ii)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。

共享时间:2020-03-25 难度:1 相似度:2
160383. (2019•西工大附中•十二模) 如图,半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为45°,出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为.现将入射光束在纸面内向左平移,求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时,光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。
共享时间:2019-07-25 难度:1 相似度:2
160558. (2016•西安中学•一模) 德优题库如图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光I、II、Ⅲ,则(  )

A.光束I仍为复色光,光束II、Ⅲ为单色光,且三束光一定相互平行

B.增大α角且α≤90°,光束II、Ⅲ会靠近光束I

C.玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束II的折射率

D.减小α角且α>0°,光束Ⅲ可能会由于全反射而从上表面消失

E.光束Ⅲ比光束II更容易发生明显衍射

共享时间:2016-03-02 难度:1 相似度:2
160661. (2016•西工大附中•八模) .如图,一玻璃砖截面为矩形ABCD,固定在水面上,其下表面BC刚好跟水接触,现有一单色平行光束与水平方向夹角为θ(θ>0),从AB面射入玻璃砖,若要求不论θ取多少,此光束从AB面进入后,到达BC界面上的部分都能在BC面上发生全反射,则该玻璃砖的折射率最小为多少?已知水的折射率为

共享时间:2016-06-12 难度:1 相似度:2
161942. (2022•雁塔二中•高二下期末) 如图所示,玻璃砖的截面为直角三角形AOB,∠B=30°,直角边AO长度为d。一单色光线自距离A点处的D点垂直AO边射入该玻璃砖,第一次到达AB边时恰好发生全反射,已知光在真空中传播的速度为c,求:
(1)此玻璃砖的折射率;
(2)此光线第一次自BO边射出时折射角的正弦值;
(3)此光线在该玻璃砖中传播的最短时间。

共享时间:2022-07-14 难度:1 相似度:2
162427. (2023•铁一中学•高二上期中) 德优题库半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示,O为圆心。单色光A沿半径方向从a处射入玻璃砖后,恰在O点发生全反射,∠AOM=45°。平行于A的同种单色光B从最高点b射入玻璃砖后,折射到MN上的一点D(D点在图中未画出),光在真空中传播的速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光线B在玻璃中由b点传播至D点的时间。
共享时间:2023-11-10 难度:1 相似度:2
161570. (2023•铁一中学•高一下期末) 如图所示,横截面为直角梯形的透明体ABDE,折射率为,∠BAE和∠AED均为90°,AE边界上的O点与A点距离为a,一束激光从O点与AE成45°的夹角射入透明体,能传播到AB边界,已知真空中光速为c,求:
(1)光由O点传播到AB边界的时间t;
(2)光经AB边界反射后,射到BD边界能发生全反射,∠BDE的最大值α。
共享时间:2023-07-07 难度:2 相似度:1.5
162731. (2023•铁一中学•高二下期中) 德优题库如图所示,截面为半圆形玻璃砖,一束波长λ=5×10-7m的激光从沿圆心O与直径成45°射入半圆形玻璃砖,在O点恰好发生全反射,从圆面水平射出后,进入双缝干涉装置,已知R=0.3m,双缝间距d=2×10-4m,光屏离双缝l=1m,光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,求:
(1)玻璃砖的折射率n;
(2)光线在玻璃砖中传播的时间t;
(3)光屏上相邻亮条纹的间距Δx。
共享时间:2023-05-18 难度:2 相似度:1.5

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2023-02-27

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试题题源
2020*西工大*期末
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