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  • 1. (2021八下·通州期末) 请阅读《全反射与光导纤维》并回答题。

    全反射与光导纤维

    1870年的一天,英国物理学家丁达尔,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,发光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。

    人们曾经发现,光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输;人们还发现,光能顺着弯曲的玻璃棒光纤前进。

    这是为什么呢?难道光线不再直进了吗?这些现象引起了丁达尔的注意,经过他的研究,发现光从水中射向空气,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90°,此时,折射光线消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时,光在水流中发生了多次全反射,表面上看,好像光在水流中弯曲前进。

    后来人们制造出一种透明度很高、直径1~100μm的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。

    光导纤维在现代技术中有着广泛的应用,一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容纳50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。另外,光纤还具有不受电磁干扰、保密性强、耐腐蚀、柔软易铺设、原料充足和成本低廉等特点。

    除通信领域外,光纤还有许多其他的应用。例如,“传能光纤”可以传递高功率的激光能量,广泛应用于激光加工机、激光手术刀等;“传像光纤”的光纤束可用来传递图像,用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。

        请根据上述材料,回答下列问题:

    1. (1) 一束光从水中斜射入空气中时,入射角折射角。(选填“大于”或“小于”)
    2. (2) 丁达尔实验中“水流弯曲,光线也跟着弯曲”,其原因是光在水中发生了
    3. (3) “当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是:
    4. (4) 请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点,设计一个应用于生活中的工具。(

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