Trong sợi quang hình trụ gồm phần lõi có chiết suất n=1,60 và phần vỏ bọc có chiết suất n0=1,41. Trong không khí, một tia sáng tới mặt trước của sợi quang tại điểm O (O nằm trên trục của sợi quang) với góc tới α rồi khúc xạ vào phần lõi (như hình bên). Để tia sáng chỉ truyền đi trong phần lõi thì giá trị lớn nhất của góc α gần nhất với giá trị nào sau đây?

Phương pháp giải: Định luật khúc xạ ánh sáng: n1sini=n2sinr

Điều kiện xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần: i≥igh;sinigh=n2n1.

Giải chi tiết:

Ta có: sinα=n.sinr⇒sinr=sinαn1

Lại có: r+i=900⇒sini=cosr

Để xảy ra phản xạ toàn phần tại mặt phân cách phần lõi và vỏ thì: i≥igh⇒sini≥n0n

⇒cosr≥n0n⇔1−sin2r≥n0n2

Từ (1) và (2) suy ra: 1−sinαn2≥n0n⇔n2−sin2α≥n02

⇔sin2α≤n2−n02

⇔sinα≤1,62−1,412⇒α≤49,1340

⇒αmax=49,1340.