光纖中光傳播最長時間問題探索

尹永忠

光的全反射是高中物理中的重點內(nèi)容，光纖通信是光的全反射的重要應(yīng)用．在求解光在光導(dǎo)纖維中最長傳播時間問題中，學(xué)生往往因為慣性思維，誤認(rèn)為一定以剛好全反射來處理問題．有些題根據(jù)這一處理方法可以得到正確答案，有些問題則出現(xiàn)明顯錯誤．

究其原因，是學(xué)生不知道折射率不同，光在介質(zhì)中不一定剛好發(fā)生全反射．本文從臨界折射率角度展開分析，對不同的折射率給出不同的求解方法．

１ 全反射

光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)交界面處，如果入射角大于等于臨界角，則只有反射光線，沒有折射光線，我們就說光在該交界面處發(fā)生了全反射．

２ 光纖中最長傳播時間問題

２.１ 模型構(gòu)建

如圖１所示，光從空氣射入光導(dǎo)纖維中，入射角為α，折射角為β，光線在B 點與法線夾角為γ，介質(zhì)折射率為n，光導(dǎo)纖維長度為L，探究光線在光導(dǎo)纖維中最長傳播時間．（已知光在真空中傳播速度為c）