"1": { "question": "我国的光纤通信技术处于世界领先水平，光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的___（选填'大'或'小'）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为$30^{∘}$，则该内芯的折射率为___ 。", "solution": "大; 2", "solutionExplanation": "光纤中光线从内芯射向外芯时发生全反射，可知光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的大。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为$30^{∘}$，则该内芯的折射率为$n=\frac{1}{\sin C}=\frac{1}{\sin 30^{^\circ}}=2$", "knowledgePoint": "全反射" },

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今天我们来学习光纤通信中的全反射原理。光纤由内芯和外套两层玻璃组成，光线在内芯中传播。为了实现全反射，内芯的折射率必须比外套的折射率大。 要发生全反射，光线必须从光密介质射向光疏介质，也就是从折射率大的介质射向折射率小的介质。因此光纤内芯的折射率必须大于外芯的折射率，答案是'大'。 现在我们来计算内芯的折射率。根据全反射临界角公式，正弦C等于n2除以n1。当光从内芯射向空气时，空气的折射率为1，所以n1等于1除以正弦C。已知临界角为30度，正弦30度等于0.5，因此内芯的折射率等于1除以0.5，等于2。 要发生全反射，光线必须从光密介质射向光疏介质，也就是从折射率大的介质射向折射率小的介质。因此光纤内芯的折射率必须大于外芯的折射率，答案是'大'。 现在我们来计算内芯的折射率。根据全反射临界角公式，正弦C等于n2除以n1。当光从内芯射向空气时，空气的折射率为1，所以n1等于1除以正弦C。已知临界角为30度，正弦30度等于0.5，因此内芯的折射率等于1除以0.5，等于2。 让我们总结一下光纤通信的关键原理。首先，内芯的折射率必须大于外芯的折射率，这样光线才能在内芯中发生全反射。其次，我们可以用临界角公式计算折射率。本题的答案是：第一空填'大'，第二空填'2'。 通过这道题我们学习了光纤通信的基本原理。光纤利用全反射现象传输光信号，要求内芯折射率大于外芯。利用临界角公式可以计算出折射率的具体数值。这些知识在现代通信技术中有重要应用。