高中物理几何光学

\u9ad8\u4e2d\u7269\u7406\u51e0\u4f55\u5149\u5b66

\u8fd9\u9898\u5229\u7528\u4e24\u4e2a\u539f\u7406\u6765\u89e3\u9898
1\u662f\u6c34\u7ebf\u4ece\u6db2\u4f53\u4e2d\u5c04\u51fa\u7684\u89d2\u5ea6\u4e0d\u4f1a\u8fbe\u5230\u5168\u53cd\u5c04\uff0c\u8fd9\u5c31\u5229\u7528\u4e86\u6298\u5c04\u7387
2\u662f\u5149\u7ebf\u8fc7\u900f\u955c\u65f6\u6298\u5c04\u540e\u7684\u89d2\u5ea6\u53d8\u5316

\u7ed3\u5408\u8fd9\u4e24\u4e2a\u6765\u89e3\u9898\u5c31\u597d\u4e86\u3002
\u5148\u8fd0\u7528\u7b2c\u4e8c\u4e2a\u6982\u5ff5\u3002
\u8bbe\u8ddd\u79bb\u4e3a u
\u5219\u5149\u7ebf\u5230\u5c0f\u5b54\u7684\u89d2\u5ea6\u4e3a atan(6/u)
\u5149\u7ebf\u843d\u5728\u8fc7\u7126\u70b9\u5e73\u9762\u4e0a\u7684\u4f4d\u7f6e\u4e3ah
h:7 = 6:u
h=6*7/u=42/u
=> \u5149\u4ece\u6db2\u4f53\u7684\u5165\u5c04\u89d2a \u6ee1\u8db3
tan(a) = (6-h)/7 = (6-42/u)/7

\u518d\u5229\u7528\u6298\u5c04\u7387\u6765\u6c42tan(a)\u7684\u8303\u56f4\uff0c\u5c31\u53ef\u4ee5\u77e5\u9053 u\u7684\u8303\u56f4\u4e86

\u4ece\u6298\u5c04\u73875/3\u53ef\u77e5\uff0c\u5165\u5c04\u89d2\u4e3asina\u4e3a3/5\u65f6\u4e3a\u4e34\u754c\u89d2
\u6240\u4ee5\u524d\u9762\u516c\u5f0f\u4e2dtan(a) \u4e3a 3/4 \u6216\u662f -3/4 \u65f6\u4e3a\u4e34\u754c\u89d2
(6-42/u)/7 = 3/4
6/7-6/u=3/4
6/7-3/4 = 6/u
u= 6/(3/28)
u= 56

(6-42u)/7 =-3/4
6/7-6/u=-3/4
6/7+3/4 = 6/u
u= 6/(45/28)
u= 3.73

\u6240\u4ee5 3.73 <u<56

\u5c31\u662f\u8003\u8651\u5168\u53cd\u5c04\u7684\u95ee\u9898\uff0c\u5f53\u5165\u5c04\u89d2\u5927\u4e8e\u4e34\u754c\u89d2\uff0c\u53d1\u751f\u5168\u53cd\u5c04\u3002
\u5bf9\u4e8en=2\u73bb\u7483\uff0c\u5f53\u5149\u7ebf\u4ece\u73bb\u7483\u5411\u7a7a\u6c14\u6298\u5c04\u65f6\uff0c\u4e34\u754c\u89d2\u4e3a ArcSin(1/2)=30\u5ea6
\u6240\u4ee5\u5bf9\u4e8e\u56db\u5468\u8868\u9762\u4e0a\u7684\u6ca1\u4e00\u70b9\uff0c\u8981\u4fdd\u8bc1\u4e2d\u95f4\u73bb\u7483\u67f1\u4e0a\u81f3\u5c11\u5b58\u5728\u4e00\u70b9\uff0c\u5230\u8fd9\u4e2a\u56db\u5468\u4e0a\u7684\u70b9\u7684\u5165\u5c04\u89d2<30
\u7ed3\u679c\u5e94\u8be5\u662fa(sqrt(3)-1)/4\u3002\u4f60\u53ef\u4ee5\u770b\u6211\u753b\u7684\u56fe\uff0c\u5207\u7ebf\u662f\u6700\u5927\u7684\u60c5\u51b5

(1)当光线垂直端面射入,传播的路径最短,则传播的时间最短,根据v=
c

n
求出光在介质中的速度,从而求出光在光纤中传播的最短时间.
(2)通过光信号在其中传输时相对外套的临界角,得出光在端面上的折射角,根据折射定律得出入射角,从而根据几何关系求出O点到光纤端面距离的最小值.
解:(1)光在介质中传播的速度v=
c
n
,传播的最短路径为L.
则最短时间t=
L
v

nL
c

(2)光信号在其中传输时相对外套的临界角为53°,则在端面上的折射角为37°
根据折射定律得,n=
sinα
sin37°

则sinα=nsin37°=
3
2
×0.6=0.9.
则cotα=

0.19

0.9

所以O点到光纤端面距离的最小值L=acotα=50
0.19
μm=21.8μm.
答:(1)光在该光纤中传播的最短时间为
nL
c

(2)O点到光纤端面距离的最小值为21.8μm.

假设O离光纤很近,就在光纤端面上,那么从O发出的竖直方向的光也会进入光纤,但不会发生全反射。O离光纤越远,光纤对O的张角越小,当从O出发射到端面最上方的光线会发生全反射时,所有到达光纤的光都能发生全反射。这个距离就是你要求的。

透镜、面镜两种而已,再分别分为凹、凸,再有一个平面镜。别乱,梳理清楚。有具体问题再追问我吧

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