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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(lái)傳送信號(hào)光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端,而不會(huì)“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(lái)越遠(yuǎn),且越來(lái)越弱,反射光線越來(lái)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(huì)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(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,從而保證光線不會(huì)泄露到光纖外,這樣光就只能在玻璃中傳播,而不會(huì)“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) DD。
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) DD。
A.折射角大于入射角,可能會(huì)發(fā)生全反射 B.折射角小于入射角,可能會(huì)發(fā)生全反射
C.折射角大于入射角,不可能會(huì)發(fā)生全反射 D.折射角小于入射角,不可能會(huì)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(qǐng)?jiān)趫D戊中完成這束入射光的光路圖。
【答案】小于;D;不可能;D
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1277引用:8難度:0.5
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1.閱讀下列短文,回答問(wèn)題。
光的全反射如圖甲所示,當(dāng)光線從玻璃斜射入空氣中的時(shí)候,一部分光會(huì)發(fā)生折射,折射角β大于入射角α。如表為某次探究光的全反射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42° 折射角γ 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
(1)海市蜃樓情景中,人眼看到的空中的“景物”是 (選填“實(shí)”或“虛”)像。
(2)分析以上數(shù)據(jù)可知光從玻璃射向空氣在發(fā)生全反射之前,折射角隨入射角的變化關(guān)系是 。
(3)由表格數(shù)據(jù)可知:圖丙中圖線 (選填“a”或“b”)反映了上述實(shí)驗(yàn)中的兩角關(guān)系。
(4)光發(fā)生全反射時(shí),入射角 (選填“大于”“等于”或“小于”)臨界角。發(fā)布:2024/9/1 8:0:8組卷:163引用:1難度:0.5 -
2.光纖的奧秘光纖電纜是本世紀(jì)最重要的發(fā)明之一。發(fā)明光纖電纜的,就是被譽(yù)為“光纖之父”的華人科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者——高錕。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質(zhì),使用光來(lái)傳送信號(hào)。光可以從彎曲的玻璃光纖的一端傳到另一端,而不會(huì)“溜”出玻璃光纖,這是為什么呢?
原來(lái),光從玻璃射入空氣時(shí),折射角 入射角(如圖甲)(填“大于”、“小于”或“等于”)。當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也增大(如圖乙),到某一角度,使折射角達(dá)到90°,入射角再增大時(shí),折射光完全消失,只剩下反射光(如圖丙),這樣光就在玻璃中傳播,而不會(huì)“溜”出玻璃光纖(圖?。?,這種現(xiàn)象叫做全反射,它只有在如上述的情況下才可能發(fā)生。圖戊是光從玻璃射入空氣時(shí),折射角隨入射角變化而變化的圖象。
所以,一般彎曲的光學(xué)纖維(簡(jiǎn)稱光纖),只要它的玻璃芯的透明度高、均勻,并且芯與外皮層之間的分界面光滑,就是一根好的光導(dǎo)管。一根頭發(fā)般細(xì)小的光纖,其傳輸?shù)男畔⒘肯喈?dāng)于一條飯桌般粗大的銅“線”,為目前的信息高速公路奠定了基礎(chǔ),數(shù)以萬(wàn)計(jì)的光學(xué)纖維構(gòu)成的光學(xué)纖維束(如圖己),它不僅能傳導(dǎo)光能,也能將圖象從一端傳到另一端。傳光能的纖維束稱傳光束,同時(shí)能傳圖象的纖維束稱傳像束。
(1)完成文中的空格。
(2)光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí) (填“有可能”或“不可能”)發(fā)生全反射。
(3)光從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)入射角必須滿足條件 才會(huì)發(fā)生全反射。
A.大于42°
B.小于42°
C.大于45°
D.小于45°
(4)某些自行車的尾燈也采用了全反射棱鏡的原理,從后面開(kāi)來(lái)的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后,會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去,使汽車司機(jī)注意到前面有自行車。尾燈的構(gòu)造如圖庚所示。下面說(shuō)法中正確的是 。
A.汽車燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái),在尾燈的左表面發(fā)生全反射
B.汽車燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái),在尾燈的右表面發(fā)生全反射
C.汽車燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái),在尾燈的左表面發(fā)生全反射
D.汽車燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái),在尾燈的右表面發(fā)生全反射發(fā)布:2024/9/29 0:0:1組卷:202引用:1難度:0.7 -
3.當(dāng)光由水斜射入空氣中時(shí),在界面處即發(fā)生反射現(xiàn)象,又發(fā)生折射現(xiàn)象,并且光在空氣中的折射角大于光在水中的入射角,如圖所示,當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也隨著增大,那么,當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?請(qǐng)?jiān)谙旅鎸?xiě)出你的猜想和支持你這一猜想的理由。
猜想:
理由:。發(fā)布:2024/8/31 11:0:12組卷:27引用:2難度:0.3
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