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当入射角i=时,折射角为90°;当入射角时,就不再有折射光线而光全部 被反射,这种对光线只有反射而无折射的现象叫全反射,入射角叫做临界角, 其值取决于相邻介质折射率的比值: i=sin-l(n2/n1)如n2=1的空气对于n1=1.5的玻璃而言,临界角=42°。 般使用的光学纤维是由直径约几微米的多根或单根玻璃(或透明塑料)纤维 组成的,每根纤维分内外两层,内层材料的折射率为1.8左右,外层材料的折射率 为14左右,这样当光由内层射到两层纤维的界面时,入射角小于临界角的那些光 线,根据折射定律逸出纤维,而入射角大于临界角的光线,由于全反射,在两层 界面上经历多次反射后传到另一端(图3-2(a) 图3-2(b)中的单箭头线是一条临界光线,它在两层界面上的入射角等于临界角 ,显然,由折射率为n的介质经端面进入纤维而且入射角大于的那些光线,在 n1、n2界面上的入射角就小于i,这些光线都不能通过纤维。只有在介质n中其顶 角等于2i的空间锥体内的全部光线才能在其中传播,根据临界角公式和折射定律 nosing, sin 可得 i=sin( )12/n nI 图3-2(a) 图3-2(b)当入射角i1=ic时,折射角为90°;当入射角i1≥ic时,就不再有折射光线而光全部 被反射,这种对光线只有反射而无折射的现象叫全反射,入射角i c叫做临界角, 其值取决于相邻介质折射率的比值: ic=sin-1(n2 / n1)如n2=1的空气对于n1=1.5的玻璃而言,临界角ic= 42°。 一般使用的光学纤维是由直径约几微米的多根或单根玻璃(或透明塑料)纤维 组成的,每根纤维分内外两层,内层材料的折射率为1.8左右,外层材料的折射率 为1.4左右,这样当光由内层射到两层纤维的界面时,入射角小于临界角的那些光 线,根据折射定律逸出纤维,而入射角大于临界角的光线,由于全反射,在两层 界面上经历多次反射后传到另一端(图3-2(a))。 图3-2(b)中的单箭头线是一条临界光线,它在两层界面上的入射角等于临界角 ic,显然,由折射率为n0的介质经端面进入纤维而且入射角大于i的那些光线,在 n1、n2界面上的入射角就小于i c,这些光线都不能通过纤维。只有在介质n0中其顶 角等于2i的空间锥体内的全部光线才能在其中传播,根据临界角公式和折射定律 n0 sini=n1 sini′ 可得 i = sin-1 [(n 2 1 -n 2 2)1/2 /no ] 图 3-2(a) i’ n0 ic n2 n1 i 图 3-2(b)
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