Световод представляет собой сплошной цилиндр из прозрачного материала (рис. 230). Луч света падает из воздуха в центр торца световода. Максимальное значение угла падения а, при котором луч распространяется внутри световода, не выходя за его пределы, равен 60°. Определите показатель преломления материала световода.
от

1 Ответ

дано:  
Максимальный угол падения (α) = 60°.  
Показатель преломления воздуха (n_air) ≈ 1.

найти:  
Показатель преломления материала световода (n_waveguide).

решение:  
При переходе света из одного(воздуха) в другой(материал световода),свет будет полностью отражаться внутри световода, если угол падения превышает предельный угол полного внутреннего отражения (θ_critical).

Для нахождения показателя преломления световода используем формулу:

sin(θ_critical) = n_air / n_waveguide.

В данном случае θ_critical равен максимально допустимому углу падения α, то есть:

sin(60°) = n_air / n_waveguide.

Значение sin(60°) равно √3/2 ≈ 0,866. Подставим значения:

0,866 = 1 / n_waveguide.

Теперь выразим n_waveguide:

n_waveguide = 1 / 0,866.

Выполним вычисления:

n_waveguide ≈ 1,1547.

Ответ:  
Показатель преломления материала световода составляет примерно 1,1547.
от