Question

被稱為“光纖之父”的華裔物理學家高錕，由于在光纖傳輸信息研究方面做出了巨大貢獻，與兩位美國科學家共獲2009年諾貝爾物理學獎．光纖由內芯和外套兩層組成．某光纖內芯的折射率為，外套的折射率為，其剖面如圖所示．在該光纖內芯和外套分界面上發生全反射的臨界角為60⁰，為保證從該光纖一端入射的光信號都不會通過外套“泄漏”出去，求內芯的折射率的最小值．

Answer 1

2

試題分析：如圖所示，由題意在內芯和外套分界面上要發生全反射

當在端面上的入射角i最大（）時，折射角r也最大，在內芯與外套分界面上的入射角最小，如此時入射角等于臨界角則恰能保證信號不會通過外套“泄漏”            （1分）
這時             （1分）
得      （1分）
在端面上時，由         （1分）
得n₁=2            （1分）
所以，當n₁=2時在所有情況中從端面入射到光纖中的信號恰能都不會通過外套 “泄漏”出去．