《光导纤维》光导纤维

1多选题

(多选)在信息技术迅猛发展的今天，光屏是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是（　　）

图中光束①是红光，光束②是蓝光

在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢

光束①比②更容易发生明显衍射现象

若光束①、②先后通过同一双缝干射装置，光束①的条纹宽度比光束②的窄

题目答案

答案解析

分析：

根据光的偏折程度比较出两束光的折射率，从而根据v=$\frac {c}{n}$比较出在介质中传播的是的，根据波长的长短，判断谁的衍射现象更明显．

解答：

解：A、①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光．故A错误．

B、根据v=$\frac {c}{n}$知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则光束①比②传播速度更慢．故B正确．

C、蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，因波长越长，衍射现象越明显，因此光束②比①更容易发生明显衍射现象，故C错误．

D、蓝光的折射率大于红光的折射率，而蓝光的波长小于红光的折射率波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，则有光束①的条纹宽度比光束②的窄．故D正确．

故选：BD．

点评：

解决本题的突破口是比较出两束光的折射率大小，从而比较出频率、波长、在介质中的速度、临界角的大小．

2多选题

(多选)华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，看成一段直线，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是（　　）

内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

内芯的折射率比外套的大，光传播时在外套与外界的界面上发生全反射

波长越长的光在光纤中传播的速度越大

若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，不能在内芯和包层分界面上发生全反射

题目答案

ACD

答案解析

分析：

发生全反射的条件是：一是光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率的介质射入折射率小的介质；二是入射角大于临界角．当内芯的折射率比外套的大时，光在界面上才能发生全反射．波长越长、频率越小的光，介质对它的折射率越小，根据公式v=$\frac {c}{n}$光在光纤中传播的速度越大．

解答：

解：A、B当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射．故A正确，B错误．

C、波长越长的光，介质对它的折射率n越小，根据公式v=$\frac {c}{n}$，光在光纤中传播的速度越大．故C正确．

D、根据sinC=$\frac {1}{n}$，知折射率越大，临界角越小，红光的折射率小，则临界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能在分界面上发生全反射．故D正确；

故选：ACD．

点评：

对于全反射关键抓住发生全反射的条件．对于波长、频率与折射率的关系，可借助光的色散、干涉实验结果加深理解、记忆．

3单选题

光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是（　　）

光纤通信利用光作为载体来传递信息

光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制金属丝

题目答案

答案解析

分析：

利用光纤的全反射性来传递光信息，信息量大，信号好，不失真，光的全反射条件：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角．

解答：

解：A、光纤通信利用了华裔科学家高锟博士提出的一个理论，光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射．最终实现传递信息的目的，故A正确，BC错误；

D、光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射．最终实现传递信息的目的，故D错误．

故选：A．

点评：

考查光的全反射的条件，注意光导纤维的外套折射率与内芯折射率大小关系，光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．

4单选题

有以下说法：其中正确的是（　　）

①火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁；

②通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度；

③光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大；

④光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象．

①④

①②

②③

②④

题目答案

答案解析

分析：

当驱动力的频率接近物体的固有频率时，会发生共振．根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度；光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．

解答：

解：①、火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁．故①正确；

②、根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度．故②正确．

③、光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小，才能保证光信号在内芯中传播．故③错误．

④、光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象．故④错误．

所以选项B正确．

故选：B．

点评：

本题考查了折射定律、波动和振动的关系，光的干涉等基础知识点，难度不大，需熟悉教材，牢记基本知识点．

5单选题

光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是（　　）

光纤通信利用了华裔科学家高锟博士提出的一个理论

光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

目前广泛应用的光导纤维的外套折射率要比内芯折射率要大

题目答案

答案解析

分析：

利用光纤的全反射性来传递光信息，信息量大，信号好，不失真，光的全反射条件：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角．

解答：

解：A、光纤通信利用了华裔科学家高锟博士提出的一个理论，光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射．最终实现传递信息的目的，故A正确，BC错误；

D、广泛应用的光导纤维的外套折射率要比内芯折射率要小，故D错误．

故选：A．

点评：

考查光的全反射的条件，注意光导纤维的外套折射率与内芯折射率大小关系．

6单选题

光导纤维在信息传递方面有很多应用，如内窥镜、光纤通信等．如图所示为医用纤维式内窥镜，它利用光导纤维进行工作所依据的原理是(　　)

光的折射

光的全反射

光的干涉

光的色散

题目答案

答案解析

分析：

医用纤维式内窥镜，它利用光导纤维的全反射性，从而能看到身体内的病变位置．

解答：

解：纤维式内窥镜是利用光导纤维的全反射性．

故选：B

点评：

光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．

7多选题

(多选)如图所示，一段呈直线的光导纤维，当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端射出，则（　　）

当入射角大于i时，光也能全部从另一端面射出

当入射角小于i时，光也能全部从另一端面射出

光导纤维的折射率至少为$\sqrt {}$

题目答案

答案解析

分析：

依据光的全反射条件：光从光密介质进入光疏介质时，入射角不小于临界角；

再根据临界角公式sinC=$\frac {1}{n}$，结合几何关系与三角知识，即可求解．

解答：

解：AB、当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端射出，当入射角小于i时，导致光从光纤射向空气时，入射角大于临界角，从而发生光的全反射现象，故A错误，B正确；

CD、当光线射入光导纤维的入射角为i时，这束光刚好能全部通过光导纤维从另一端射出，

依据光的折射定律，则有：$\frac {sini}{sinr}$=n，且sinC=$\frac {1}{n}$，并根据几何关系，则有：r+c=$\frac {π}{2}$，

解得：n=$\sqrt {}$，

因此要发生光的全反射，则光纤维的折射率至少为$\sqrt {}$，故C正确，D错误；

故选：BC．

点评：

考查光的全反射现象，掌握光的全反射的条件，理解临界角的公式，及光的折射定律，注意几何关系与三角知识在本题的应用．

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