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[!--downpath--]入射角大于等于临界角
临界角的计算方法C = arcsin(m/n)
m是包层的折射率
n是纤芯的折射率
光由光密媒质进入光疏媒质时,要离开法线折射,当入射角θ增加到某种情形时,折射线延表面进行,即折射角为90°,该入射角θc称为临界角。若入射角大于临界角,则无折射,全部光线均反回光密媒质。
此现象称为全反射。当光线由光疏媒质射到光密媒质时,因为光线靠近法线而折射,故这时不会发生全反射。
光的全反射原理生活中应用:
光导纤维:医院里的内窥镜 光纤通信
全反射棱镜:潜望镜,望远镜等
自行车的尾灯
街头玩具,一端发亮的玻璃丝
要发生全反射现象对入射角大小有一定的要求,我们把折射角为90°时的入射角叫做临界角。
推导:设光从某种折射率为n的介质设向空气或真空时的入射角恰好是临界角C,此时的折射角r=90°。由折射定律sinC/sinr=1/n,因为sin90°=1,则sinC=1/n。
为了保证光信号在光纤中能进行远距离传输,一定要使光信号在光纤中反复进行全反射,才能保证衰减最小,色散最小,到达远端。实现全反射的两个条件为:
1、一定要使光纤纤芯的折射率大于光纤包层的折射率;
2、光入光纤的光线向纤芯---包层界面入射时,入射角θ应大于临界角θc,光的折射和反射定律:入射角=反射角
进入光纤的光,在光纤的纤芯---包层界面上的入射角大于临界角时,在交界面内发生全反射,而入射角小于临界角的光就有一部分进入包层被很快衰减掉。前者的传输衰减小,能远距离传输,称为传导模。
能满足全反射条件的光线也只有某些以特定的角度射入光纤端面的部分才能在光纤中传输,因此,不同模式的光传输方向不是连续改变的。当通过同样一段光纤时,以不同角度入射后,光信号在光纤中所走的路径也不一样,沿光纤轴前进的光走的路径最短,而与轴线交角大的光所走的路径长。