光纤中光传播最长时间问题探索

尹永忠

光的全反射是高中物理中的重点内容，光纤通信是光的全反射的重要应用．在求解光在光导纤维中最长传播时间问题中，学生往往因为惯性思维，误认为一定以刚好全反射来处理问题．有些题根据这一处理方法可以得到正确答案，有些问题则出现明显错误．

究其原因，是学生不知道折射率不同，光在介质中不一定刚好发生全反射．本文从临界折射率角度展开分析，对不同的折射率给出不同的求解方法．

１ 全反射

光从光密介质射向光疏介质时，在两种介质交界面處，如果入射角大于等于临界角，则只有反射光线，没有折射光线，我们就说光在该交界面处发生了全反射．

２ 光纤中最长传播时间问题

２.１ 模型构建

如图１所示，光从空气射入光导纤维中，入射角为α，折射角为β，光线在B 点与法线夹角为γ，介质折射率为n，光导纤维长度为L，探究光线在光导纤维中最长传播时间．（已知光在真空中传播速度为c）