二、全反射的应用--光导纤维
[导学探究] 如图2所示是光导纤维的结构示意图,其内芯和外套由两种光学性能不同的介质构成.构成内芯和外套的两种介质,哪个折射率大?为什么?
图2
答案 内芯的折射率大.因为当内芯的折射率大于外套的折射率时,光在传播时能发生全反射,光线经过多次全反射后能从一端传到另一端.
例2 如图3所示,AB为光导纤维,A、B之间距离为s,使一光脉冲信号从光导纤维中间入射,射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射,由A点传输到B点所用时间为t,求光导纤维所用材料的折射率.(已知光在真空中的传播速度为c)
图3
答案
解析 设光导纤维所用材料的折射率为n,则有
sin α=sin C=
n=
t==
由以上三式解得t==,
所以n=.
注意挖掘题目中隐含条件,"恰好""刚好"暗含的条件是入射角等于临界角.
三、全反射的定量计算