题文
2009年10月6日，原香港中文大学校长、“光纤之父”高锟教授获得诺贝尔物理学奖．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率n1=2，包层折射率n2=
题型：未知 难度：其他题型
答案
（1）如图所示，由题意在纤芯、和包层分界面上全反射临界角C满足
n1sinC=n2sin90°，得C=60°
当在端面上的入射角最大（im=90°）时，折射角r也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角i'最小．
在端面上im=90°时，由
n1=sin90°sinrm，得rm=30°
这时i'min=90°-30°=60°=C，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去．
（2）当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程为s=2Lcosrm，
光纤中光速v=cn1，
时间为t=sv=2Ln1c•cosrm=2×33×103×23×108×cos30°s=8×10-5s．
答：（1）通过计算说明从光纤一端入射的光信号不会通过包层“泄漏”出去；
（2）则信号往返需要的最长时间8×10-5s．
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解析
sin90°sinrm
考点
据考高分专家说，试题“2009年10月6日，原香港中文大学校长.....”主要考查你对 [全反射，临界角 ]考点的理解。
全反射，临界角
光密介质与光疏介质:
1.定义:两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质
2.特点:
(1)光由光疏介质射人光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。
(3)光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质
全反射:
1.定义:光从光密介质射人光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射角达到90。，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义：折射角为90。时的入射角叫做全反射的临界角。
②公式：光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时，
3.条件:
①光由光密介质射向光疏介质
②入射角等于或大于临界角
全反射的计算方法:
光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象，如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90。以前，折射角就已经达到90。，以光从水射人空气为例，当入射角增大到某一数值C 时，折射光线恰好掠过水面，和界面平行，折射角等于90。，再继续增大入射角，光线全部反射回水中，不再有折射光线进入空气中，于是形成光的全反射现象。
当折射角为90。时的入射角C叫做临界角，可见发生全反射的条件是：
①光线从光密介质射入光疏介质。
②入射角≥临界角(C)，对于临界角有：。
分析光的全反射、临界角问题的一般思路：
(1)画出恰好发生全反射的光路。
(2)利用几何知识分析边、角关系，找出临界角。
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图。
物质的密度与光密介质、光疏介质:
光密介质和光疏介质是相对的，是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说，当与其对比的介质不同时，它可能属于光密介质，也可能属于光疏介质，如水相对于空气是光密介质，但相对于玻璃就属于光疏介质了，对于某种介质，没有与之相对比的其他介质时，谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系，密度大的介质折射率不一定大，如酒精的密度小于水的密度，但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说，当其密度变大时，通常折射率也变大。如空气，在海边、靠近海平面的空气温度低，密度大，折射率也大，常引起“海市蜃楼”现象；在沙漠，靠近地面的空气温度高，密度小，折射率也小，这正是引起“沙漠蜃景”的原因。
