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光纖的奧秘
光纖電纜是本世紀(jì)最重要的發(fā)明之一。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質(zhì),使用光來傳送信號光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端,而不會“溜”出玻璃纖維,這是為什么呢?
如圖甲所示,以某種玻璃為例,讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到平面上,可以看到一部分光線從玻璃磚的平面上折射到空氣中,此時(shí)折射角大于入射角;另一部分光線反射入玻璃磚內(nèi);逐漸增大光的入射角,將看到折射光線離法線越來越遠(yuǎn),且越來越弱,反射光線越來越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到41.8°,使折射角達(dá)到90°時(shí),折射光線就消失了,只剩下反射光線,如圖丙所示,這種現(xiàn)象叫做全反射。
并非光線在任何界面都會發(fā)生全反射現(xiàn)象,這種現(xiàn)象只有在光從一種介質(zhì)射向另一介質(zhì)折射角大于入射角時(shí)才能發(fā)生。
光纖通信就是利用光的全反射原理,光導(dǎo)纖維在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)芯和包層兩種不同的透明介質(zhì),光從內(nèi)芯傳播時(shí)遇到光纖包層處,會發(fā)生全反射現(xiàn)象,從而保證光線不會泄露到光纖外,這樣光就只能在玻璃中傳播,而不會“溜”出玻璃光纖,如圖丁所示。
(1)圖甲中,光線從玻璃斜射向空氣時(shí),反射角
小于
小于
(選填“大于”“小于”或“等于”)折射角。
(2)圖乙中,當(dāng)入射角逐漸增大時(shí)
D
D
。
A.折射角逐漸增大,反射角逐漸減小 B.折射角逐漸減小,反射角逐漸增大
C.折射光線逐漸增強(qiáng),反射光線逐漸減弱 D.折射光線逐漸減弱,反射光線逐漸增強(qiáng)
(3)光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí),增大入射角
不可能
不可能
(選填“有可能”或“不可能”)發(fā)生全反射。
(4)光線從光導(dǎo)纖維的包層斜射向內(nèi)芯時(shí)
D
D
。
A.折射角大于入射角,可能會發(fā)生全反射 B.折射角小于入射角,可能會發(fā)生全反射
C.折射角大于入射角,不可能會發(fā)生全反射 D.折射角小于入射角,不可能會發(fā)生全反射
(5)如圖戊所示,三棱鏡由圖甲中玻璃制成,讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個(gè)面射入,請?jiān)趫D戊中完成這束入射光的光路圖。