Question

【题目】阅读短文，回答问题：

光纤的奥秘

光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号。光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃光纤，这是为什么呢?

如图甲所示，以某种玻璃为例，当一束激光从这种玻璃射入空气时，光线在玻璃与空气的分界面同时发生折射与反射现象；当入射角逐渐增大时，折射光线强度逐渐减弱，反射光线强度逐渐增强；当入射角增大到41.8°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。

并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质斜射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。

光纤通信就是利用光的全反射原理。如图丁所示，光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤外套处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄漏到光纤外。这样光就只在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图戊所示。

（1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角_______（大于/小于/等于）折射角。

（2）图乙中，当入射角逐渐增大时_______。

A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小

B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大

C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱

D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强

（3）光从空气进入玻璃时，增大入射角_________ (有可能/不可能)发生全反射。

（4）光线从光导纤维的外套斜射向内芯时_______。

A．折射角大于入射角，可能会发生全反射

B．折射角小于入射角，可能会发生全反射

C．折射角大于入射角，不可能发生全反射

D．折射角小于入射角，不可能发生全反射

（5）如图所示，三棱镜由图甲中玻璃做成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图中完成这束入射光的光路图。

（________）

Answer 1

【答案】小于 D 不可能 D

【解析】

(1)[1]由光的折射定律知道，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；所以，光线从玻璃斜射向空气时，入射角总是小于折射角，又因为反射角等于入射角，所以，反射角小于折射角；

(2)[2]由“逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。”知道，当入射角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强，故选D；

(3)[3]全反射现象只有在光从一种介质射向另一介质时，折射角大于入射角时才能发生。如果光是从空气进入玻璃，根据折射规律知道，由折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角不可能达到90°，所以，这种现象不会发生；

(4)[4]光线从光导纤维的外套斜射向内芯时，折射角小于入射角，不可能发生全反射，故选D；

(5)[5]光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；当光射到玻璃的右表面时，由于入射角为45°，大于临界角41.8°，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其路径大致如下图所示：