第21届全国中学生物理竞赛决赛试题

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第21届全国中学生物理竞赛决赛试题简介：

第21届全国中学生物理竞赛决赛试题

一、（ 20 分）有一光光导纤维，光芯折射率n=1.500 的透明度极好的介质，其截面半径为r ；光芯外面包层的折射率n / =1.400 。有一半导体激光器S，位于光纤轴线的延长上，发出半角宽为30o的光束。为便于使此光束全部进入光纤，在光纤端面处烧结了一个其材料与光芯相同的、半径为 R 的球冠 QAQ ＇，端面附近的结构如图所示（包层未画出）， S 可看作点光源，光纤放在空气中，空气的折射率 n0 按 1.000 计算。
1 、若要半导体激光器发出的光能够全部射到球冠上，则光源 S 离 A 的距离 x 应满足什么条件？
2 、如果 R=1.8r, 光源S与A 的距离为R，入射与轴的夹角用α表示，则α角分别为α1 =30o、α2 =25o 和α3＝20o的三根光线能否经过全反射在光纤中传播？

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