【題目】光纖主要由折射率較大的纖芯與折射率較小的外套組成。在光纖中傳輸?shù)男盘柺敲}沖光信號。當一個光脈沖從光纖中輸入,經(jīng)過一段長度的光纖傳輸之后,其輸出端的光脈沖會變寬,這種情況較嚴重(脈沖變寬到一定程度)時會導致信號不能被正確傳輸。引起這一差別的主要原因之一是光通過光纖纖芯時路徑長短的不同(如圖),沿光纖軸線傳輸?shù)墓饫w用時最短,在兩種介質(zhì)界面多次全反射的光線用時最長。為簡化起見,我們研究一根長直光纖,設(shè)其內(nèi)芯折射率為n1,外套折射率為n2。在入射端,光脈沖寬度(即光持續(xù)時間)為Δt,在接收端光脈沖寬度(即光持續(xù)時間)為Δt’, Δt’t

A. 為了保證光脈沖不從外套出,內(nèi)芯和包套材料折射率的關(guān)系應(yīng)滿足:n1<n2

B. 內(nèi)芯材料的折射率n1越大,光脈沖將越不容易從外套

C. 為了盡可能減小Δt’Δt的差值,應(yīng)該選用波長更短的光

D. 為了盡可能減小Δt’Δt的差值,應(yīng)該減小光纖的直徑

【答案】B

【解析】

發(fā)生全反射的必要條件是:光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),即從折射率大的介質(zhì)射入折射率小的介質(zhì),所以當內(nèi)芯的折射率比外套的大時,光在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射,故A錯誤;根據(jù),可知內(nèi)芯材料的折射率越大,全反射的臨界角C越小,越容易發(fā)生全反射,則光脈沖將越不容易從外套出,B正確;設(shè)光纖的長度為L,則光通過光纖軸線傳輸用時最短,光在光纖中的速度,則最短時間有; 設(shè)光從左端面的A點以入射,折射角為,在B點全反射時的入射角和反射角為,如圖所示:

如果就是光在光導纖維全反射的臨界角C,則光在介質(zhì)中的傳播時間為最長,,所以光通過光導纖維所用的最長時間為:,故,所以選用波長更短的光時,頻率越大,折射率越大,越大,而的表達式與光纖的直徑無關(guān),CD錯誤。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是使用光電管的原理圖,當頻率為的可見光照射到陰極K上時,電流表中有電流通過。

(1)當變阻器的滑動端P________滑動時(填“左”或”右”),通過電流表的電流將會增大。

(2)當電流表電流剛減小到零時,電壓表的讀數(shù)為U,則光電子的最大初動能為________(已知電子電荷量為e)。

(3)如果不改變?nèi)肷涔獾念l率,而增加入射光的強度,則光電子的最大初動能將________(填“增加”、“減小”或“不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表.這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的.當線圈通以如圖乙所示的電流,下列說法正確的是(  )

A.線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感線平行

B.線圈轉(zhuǎn)動時,螺旋彈簧被扭動阻礙線圈轉(zhuǎn)動

C.當線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時,b端受到的安培力方向向上

D.當線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時,安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別于圓盤的邊緣和銅軸接觸,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是

A. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定

B. 若從上往下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿ab的方向流動

C. 若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化

D. 若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?/span>2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,含有、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器,沿直線O1O2運動的粒子在小孔O2處射出后垂直進入偏轉(zhuǎn)磁場,最終打在P1、P2兩點

A打在P1點的粒子是

B打在P2點的粒子是

CO2P2的長度是O2P1長度的2倍

D粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中運動的時間都相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】據(jù)新華社報道,由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱人造太陽)已完成了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于人造太陽的說法正確的是

A. 人造太陽的核反應(yīng)方程式可能為:

B. 人造太陽的核反應(yīng)方程式可能為

C. 人造太陽釋放的能量大小的計算公式是:

D. 根據(jù)公式可知,核燃料的質(zhì)量相同時,聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)釋放的能量相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中,氫原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時能發(fā)出一系列不同頻率的光,波長可以用巴耳末一里德伯公式 來計算式中為波長,R為里德伯常量,n、k分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù)對于每一個, 、、。其中,賴曼系諧線是電子由的軌道躍遷到的軌道時向外輻射光子形成的,巴耳末系譜線是電子由 的軌道躍遷到的軌道時向外輻射光子形成的。

(1)如圖所示的裝置中,K為一金屬板,A為金屬電極,都密封在真空的玻璃管中,S為石英片封蓋的窗口,單色光可通過石英片射到金屬板K上。實驗中當滑動變阻器的滑片位于最左端,用某種頻率的單色光照射K,電流計G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn);向右滑動滑片,AK的電勢低到某一值 (遏止電壓)電流計C指針恰好指向零。現(xiàn)用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進行光電效應(yīng)實驗。若用賴曼系中波長最長的光照射時,遏止電壓的大小為;若用巴耳末系中的光照射金屬時,遏止電壓的大小為。金屬表面層內(nèi)存在一種力,阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來,必須克服這種阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值,叫做這種金屬的出功。已知電子電荷量的大小為e,真空中的光速為c,里德伯常量為R。試求

a、賴曼系中波長最長的光對應(yīng)的頻率;

b、普朗克常量h和該金屬的逸出功。

(2)光子除了有能量,還有動量動量的表達式為 (h為普朗克常量)。

a請你推導光子動量的表達式;

b.處于n=2激發(fā)態(tài)的某氫原子以速度運動,當它向的基態(tài)躍遷時,沿與相反的方向輻射一個光子。輻射光子前后,可認為氫原子的質(zhì)量為M不變。求輻射光子后氫原子的速度 (h、R、M表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t0時的波形如圖所示,此時波剛好傳到x5 m處的P點。t1.2 sx6 mQ點第一次有沿y軸正方向的最大速度。則以下說法正確的是________

A. t0P點的運動方向為沿y軸負方向

B. 波傳播的速度是3 m/s

C. x4 m處的質(zhì)點的振動方程為y=-0.1cos(m)

D. 波源的起振方向沿y軸正方向

E. x10 m處的質(zhì)點再過2 s開始振動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,彈簧下端懸掛一個鋼球,上端固定,它們組成一個振動系統(tǒng).用手把鋼球向上托起一段距離,然后釋放,鋼球便上下振動.如果鋼球做簡諧運動,則( 。

A. 彈簧對鋼球的彈力是鋼球做簡諧運動的回復力

B. 彈簧彈力為零時鋼球處于平衡位置

C. 鋼球位于最高點和最低點時加速度大小相等

D. 鋼球的動能與彈簧的彈性勢能之和保持不變

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