Полное внутреннее отражение
Статья к заданиюСветоводы
Волоконная оптика является относительно молодой областью науки и техники, которая занимается изучением явлений, возникающих при распространении света в волоконных световодах.
Волоконный световод представляет собой длинную тонкую нить, как правило, из стекла, имеющую сложную внутреннюю структуру. В простейшем случае световод состоит из сердцевины с показателем преломления n₁, оболочки с показателем преломления n₂ (при этом n₁ > n₂) и защитного покрытия. Сердцевина и оболочка обеспечивают распространение излучения, а внешнее покрытие (полимерное, металлическое и пр.) предохраняет световод от внешних воздействий.
Структура волоконного световода
Распространение света в волоконных световодах основано на явлении полного внутреннего отражения. Это явление наблюдается при переходе излучения из среды с большим показателем преломления (n₁) в среду с меньшим показателем (n₂). При углах падения, больших или равных предельному углу, наблюдается полное внутреннее отражение. Критический угол определяется соотношением sin θ = n₂ / n₁.
Таким образом, если среду с большим показателем преломления на достаточно большом расстоянии окружить средой с меньшим показателем преломления, можно обеспечить распространение света за счёт явления полного внутреннего отражения.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя материал о распространении света в волоконных световодах, определите, при падении какого луча на границу раздела двух сред наблюдается явление полного внутреннего отражения.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 1. При падении какого(-их) луча(-ей) на границу раздела двух сред наблюдается явление полного внутреннего отражения?
| |||
| |
Формат: число или слово без единиц измерения; дробную часть отделяйте запятой.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
При каких условиях возникает полное внутреннее отражение?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Свет должен переходить из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим, а угол падения должен быть больше предельного.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Среда с показателем преломления $n_1$ имеет больший показатель, чем среда с показателем $n_2$. Луч 3 падает под углом, превышающим предельный, поэтому наблюдается полное внутреннее отражение.