Question

一條長直光導纖維的長度l=15km，內芯的折射率n=1.6，在內芯與包層的分界面發生全反射的臨界角C=60º。一細束光從左端面中點射入芯層，試求：

（1）為使射入的光在芯層與包層的界面恰好發生全反射，光在左端面的入射角θ=？
（2）若從左端射入的光能夠不損失地傳送到右端，則光在光導纖維內傳輸的時間最長和最短各為多少？
（真空中光速c=3.0×10⁸m/s；取sin37 º=0.60，cos37 º=0.80。結果取2位有效數字。）

Answer 1

（１）θ=53º（2）s

（１）設光從端面射入時的入射角為θ，折射角為α，則
          （2分）
由折射定律，有
            （2分）
解得：θ=53º               （1分）
（2）當光射向左端面的入射角θ=0º時，光傳輸時間最短
（2分）， （1分）
解得：s    （1分）
當光射到芯層與包層分界面的入射角為臨界角C時，光傳輸時間最長
          （2分）
解得：s     （1分）