Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

光纖的奧秘

光纖電纜是本世紀最重要的發明之一。光纖電纜利用玻璃清澈、透明的性質，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”出玻璃光纖，這是為什么呢?

如圖甲所示，以某種玻璃為例，當一束激光從這種玻璃射入空氣時，光線在玻璃與空氣的分界面同時發生折射與反射現象；當入射角逐漸增大時，折射光線強度逐漸減弱，反射光線強度逐漸增強；當入射角增大到41.8°時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，如圖丙所示，這種現象叫做全反射。

并非光線在任何界面都會發生全反射現象，這種現象只有在光從一種介質斜射向另一介質折射角大于入射角時才能發生。

光纖通信就是利用光的全反射原理。如圖丁所示，光導纖維在結構上有內芯和外套兩種不同的透明介質，光從內芯傳播時遇到光纖外套處，會發生全反射現象，從而保證光線不會泄漏到光纖外。這樣光就只在玻璃中傳播，而不會“溜”出玻璃光纖，如圖戊所示。

（1）圖甲中，光線從玻璃斜射向空氣時，反射角_______（大于/小于/等于）折射角。

（2）圖乙中，當入射角逐漸增大時_______。

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，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

（3）光從空氣進入玻璃時，增大入射角_________ (有可能/不可能)發生全反射。

（4）光線從光導纖維的外套斜射向內芯時_______。

A．折射角大于入射角，可能會發生全反射

B．折射角小于入射角，可能會發生全反射

C．折射角大于入射角，不可能發生全反射

D．折射角小于入射角，不可能發生全反射

（5）如圖所示，三棱鏡由圖甲中玻璃做成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個面射入，請在圖中完成這束入射光的光路圖。

（________）

Answer 1

【答案】小于 D 不可能 D

【解析】

(1)[1]由光的折射定律知道，當光線從空氣斜射入其它透明介質時，折射角小于入射角；所以，光線從玻璃斜射向空氣時，入射角總是小于折射角，又因為反射角等于入射角，所以，反射角小于折射角；

(2)[2]由“逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越遠，且越來越弱，反射光線越來越強�！敝�道，當入射角逐漸增大時，折射光線逐漸減弱，反射光線逐漸增強，故選D；

(3)[3]全反射現象只有在光從一種介質射向另一介質時，折射角大于入射角時才能發生。如果光是從空氣進入玻璃，根據折射規律知道，由折射角小于入射角，當入射角增大時，折射角也增大，但折射角不可能達到90°，所以，這種現象不會發生；

(4)[4]光線從光導纖維的外套斜射向內芯時，折射角小于入射角，不可能發生全反射，故選D；

(5)[5]光線從空氣垂直于玻璃入射，所以光的傳播方向不變；當光射到玻璃的右表面時，由于入射角為45°，大于臨界角41.8°，所以發生全反射（折射光線消失，只有反射光線），其路徑大致如下圖所示：