1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n1，内芯的折射率为n2，一束

Question

1966年33岁的华裔科学家高锟首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖．如图所示一长为L的直光导纤维，外套的折射率为n₁，内芯的折射率为n₂，一束单色光从图中O₁点进入内芯斜射到内芯与外套的介质分界面M点上恰好发生全反射，O₁O₂为内芯的中轴线，真空中的光速为c．求：

Ⅰ．该单色光在内芯与外套的介质分界面上恰好发生全反射时临界角C的正弦值；
Ⅱ．该单色光在光导纤维中的传播时间．

Answer 1

Ⅰ、由光的折射定律，则有：n21＝(n2)/(n1)＝(sinθ1)/(sinC)
当θ₁=90°时，sinC=(n1)/(n2)；
Ⅱ、根据几何关系，则有：x=(L)/(sinθ2)
因传播速度，v=(C)/(n2)；
而传播时间，t=(x)/(v)；
联立上式，可解得：t=(Ln22)/(Cn1)；
答：Ⅰ．恰好发生全反射时临界角C的正弦值为(n1)/(n2)；
Ⅱ．该单色光在光导纤维中的传播时间t=(Ln22)/(Cn1)．