ベストアンサー 物理です 2011/09/19 20:10 絶対屈折率1.50のコアを用いて臨界角が81゜となる光ファイバーをつくるにはクラッドの絶対屈折率をいくつにすればよいか みんなの回答 （1） 専門家の回答 質問者が選んだベストアンサー ベストアンサー rnakamra ベストアンサー率59% (761/1282) 2011/09/20 09:57 回答No.1 入射側媒質の屈折率をn1,入射角をθ1 出射側媒質の屈折率をn2,屈折角をθ2 とすると次の関係式が成り立ちます。 sinθ1/sinθ2=n2/n1 (スネルの法則) 臨界角θcの場合、入射角がθcのとき屈折角が90°になります。 光ファイバーでの全反射を扱うとき、入射側がコア、出射側がクラッドになりますのでクラッドの屈折率n2を求める式は sin81°/sin90°=n2/1.50 となります。 参考URL： http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87 質問者 お礼 2011/09/20 10:15 ありがとうございました 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 光ファイバーで光がコア中を全反射する条件 コアの屈折率がnf、クラッドの屈折率がncで与えられる光ファイバーについて、光がコア中を全反射して伝搬する条件を求めなさい。 この問題がよくわかりません。よろしくお願いします。 光ファイバ、クラッドはなぜ必要？ 光ファイバに関する質問です。 もしかするとかなり基本的なことかもしれないのですが、光ファイバになぜクラッドが必要なのか、いまいちわかりません。 空気はクラッドよりも屈折率が低いので、クラッドがなくてもコアと空気の境界で全反射するような気がします。 しかも最近は空孔アシスト型光ファイバなるものもあり、これはわざわざクラッドに穴を空けて空気との屈折率差でNAを上げています。空気で屈折させるのであればそもそもクラッドは何のためにあるのでしょうか？ http://times.ansl.ntt.co.jp/gijyutu/2006_04/Topic_01/01.html (できれば専門家の方)よろしくお願いします。 光ファイバの比屈折率差について 光ファイバで、コアの屈折率がn1、クラッドの屈折率がn2のとき、比屈折率差Δが、 Δ ＝ (n1^2-n2^2)/2n1^2 ≒ (n1-n2)/n1 となると本に書いてあるのですが、どうしてこのような近似ができるのですか？ 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム 光の全反射について 最近光ファイバの勉強をしています。 コアとクラッドの屈折率差で光を全反射させることで光を伝達することはわかりました。今疑問に思っているのは，「逆に光を透過させない金属などをクラッドにして，光が通る所を空気にすると，その部分に光は透過するのか？」ということです。金属の屈折率との関係を含めてわかりやすく教えて下さい！またその場合の問題点についてもお願いします。 エルビウム添加光ファイバの屈折率 エルビウム添加ファイバの屈折率についての質問です。 具体的なコアとクラッドの屈折率の値を知りたいのですが「このくらいの値だよ」とか「これを参考にしたら」といった情報をいただけたらと思います。 よろしくお願いします。 物理 光ファイバー 全反射 物理 光ファイバー 全反射 光ファイバーの屈折の問題で常に全反射し続けるように入射角の角度を求める 問題で屈折率が nA＞nB＞1.0で0°＜α＜90° 臨界角はsinα＝√nA^2-nB^2。 このときｎAとｎBがある不等式をみたすときαが0°＜α＜90°を満足する どのような角であってもコア内で全反射し続ける。 とあり答えをみると「√nA^2-nB^2≧1」と書いてありました。 またこの答えを導くにあたって先生が 「sinα＜1より、√nA^2-nB^2＝sinαを満たすαが 存在しない条件を考えると良い」といっていました。 ただ、そう考えると答えの不等号は「≧」ではなく 「＞」ではないでしょうか？ 0°＜α＜90°を満足する・・・から90°＝1にはならないはずですし 1を含めるとsinαを満たすαが存在しない条件にも違反しますし、 以下が問題の一部です。 光ファイバーのしくみを理解するため，図に示すように，屈折率 nA の 透明プラスチックA の上に屈折率 nB の透明プラスチックB を重ねたもの を空気中におき，その中を進む単色光のようすを調べる。 ただし，それぞれの屈折率は，nA nB 1.0 2 2 を満たすものとし， プラスチックA の端面C は，プラスチックA とプラスチックB との接触面D に対し 垂直であるものとする。 …略 この現象は全反射と呼ばれている。接触面D において全反射する条件を求める。 …略(sinα＝√nA^2-nB^2を出しました) この条件から全反射が生じるときのa の範囲が求められるが， もしも nA，nB が（ (7) ）のような不等式を満たすならば， a が 0°＜α＜90° を満足するどのような角であっても， 接触面D で必ず全反射が生じることがわかる。 これらの結果は，光ファイバーを設計するときの基礎になる。 高校物理 光の全反射の問題の解き方を教えてください 「ある物質中から真空中へ光を入射させた。入射角を0°から徐々に大きくしていくと、臨界角は30°であった。この物質の絶対屈折率はいくらか。」 解答は「2.0」とあるのですが、どうしてもこの答えにたどり着きません。 この問題の解法を教えて下さい。よろしくお願いします。 物理化学について 光グラスファイバーにおいて、芯となる絶対屈折率2.0のグラス繊維に、光を繊維方向に30°以内の角度で入れられるとする。そのとき、芯を覆う低屈折率被覆材の絶対屈折率をどれくらいにすれば、光が被覆の境界で全反射して伝わるかを計算せよ。 全反射の条件が（相対屈折率＜1）ということはわかるのですが、式の導き方がわかりません。解き方を教えて下さい。 講義の練習問題 大学の光通信の講義の練習問題で、 「コア，クラッドの屈折率がそれぞれn1=1.48、n2=1.46であるステップファイバの開口数を計算せよ． また，外側の媒質がn = 1の空気のとき，このファイバに対する最大受光角θmaxを求めよ．」 という問題が出まして、開口数が0.243、最大受光角が28.12という答えなのだそうですが、 それぞれどのような計算式でこの答えが出たのか、なかなか確実な情報が得られず困っております・・・ 詳細が分かる方いらっしゃいましたらよろしくお願いします。 光ファイバの帯域の求め方 現在光ファイバの帯域特性に関して調査しています。 今、ファイバ内に存在する各モードの等価屈折率がわかっています。そこで、「等価屈折率を使って」理論値として帯域（特性）を計算により出したく、色々調べた結果、等価屈折率から伝搬定数を求め、そこから遅延時間を求めると帯域がわかるらしい。というとこまでわかったのですが、具体的な内容・計算方法がどうしてもわかりません。もし、詳しくご存知の方がいらっしゃいましたらお力添えお願いします。 あるいは、等価屈折率から本当に帯域が出せるのかどうか？だけのお答えでも構いません。 以上、どうか皆様のお知恵をお貸し下さい。宜しくお願いします。 [わかっているパラメータ] 等価屈折率・比屈折率差・波長・コア、クラッド径・ファイバ長 高校物理Iです。 入射角が臨界角となる時の屈折した光は全反射に含まれるのでしょうか？ ご回答よろしくお願いします。 西澤潤一博士は光ファイバーの開発について何をしたのですか？ 東北大学の西澤潤一博士については、単純に「光ファイバーの発明者」とウィキペディアなどには書いてありますが、「光ファイバー」のどの部分を発明した人なのですか。 単純に、屈折率の高いコアと屈折率の低いクラッドの２重構造を考案したのが西澤潤一博士と思っていいのでしょうか。 それとも西澤博士の貢献はもっと別の所にあるのでしょうか。 内視鏡のファイバースコープは、光ファイバーより早く実用化されたように思いますが、西澤潤一博士の考えたものとどう違うのですか。 また、光ファイバーを始めて実用化したコーニング社と西澤潤一博士の権利関係はどうなっているのですか。 ウィキペディア等でもよく分からなかったので、お詳しい方はぜひ教えて下さい。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 物理 光の全反射 こんにちは。 納得できない問題があるので教えてください。 屈折率1.5の媒質中から空気中へ光を入射角i=30°で入射させる。 入射角を30°より大きくすると、全反射が起こるか。起こるとすれば、その臨界角をrとして、sinrの値を求めよ。 sinr/sin90°=1/1.5 より、sinr=0.67 これは理解できます。 でも、入射角30°って、sin30°=0.50ですよね？ 入射角が臨界角以上のときに全反射が起こるから、0.67と0.50を比べたら、臨界角のほうが大きいので、全反射しないと思いました。 でも答えには、全反射は起こると書いています。 0.67は約sin42°みたいですから、入射角を30°より大きくしたとしても、42°以下の可能性もあるから、全反射するとは言い切れないと思うのですが... 教えてください。 回答よろしくお願いします。 ＜物理＞臨界角についての質問です。 ＜物理＞臨界角についての質問です。 物理の問題で、分からないところがあるので、教えてください。 「屈折率 1.3 の水中からの臨界角を求めなさい。」 sin θ c = 1／n より、 sin θ c = 1／1.3 = 0.77 この後が分かりません。 答えは、50°になるはずなのですが、 どうやって 50°を求めたらいいのですか？ お手数おかけして申し訳ございませんが、 お知恵をお貸しくださいませ。 物理 光学 ２種類の透明な誘電体の界面にS偏光の光が入射している。入射側と透過側の屈折をそれぞれＮ１、Ｎ２とする。ただし、Ｎ１＞Ｎ２である。入射角がある角度に達すると全反射が起こる。これを臨界角という。この臨界角より大きな入射角をθⅰとし、界面からｄだけ入った位置における電場と磁場はどのようになるか教えてください 光ファイバー内の伝搬角以外の光 光ファイバーに関して勉強しています。 光ファイバーには波長、屈折率、コア径よって決まる伝搬モードがあり、各伝搬モードに対応した伝搬角がありますが、それらの伝搬角以外で入射した光波成分はどうなってしまうのでしょうか。 例えば太陽光をレンズで集光してファイバー端面に入射したとき、出射する光エネルギーは伝搬角成分のみとなり、入射エネルギーより減少してしまうのでしょうか？ いまいち考え方が分かりません。 よろしくお願いします。 センター試験実践問題物理 図3のように側面が不透明な十分広い水槽に深さがdになるように屈折率nの液体を満たし、液面に半径Rの円板を乗せる、この水槽を置いた部屋の光源は複数あり、液体の上部の全ての方向から液面に光が入射すると考えてよい、このとき、円板の真下に全く光が当たらない小さな円状の影が水槽の底にできた、この影の半径はrであった、ただし、空気の屈折率は1とする 図3に示した角度θ[0]は空気中から液体中へ光が屈折するときの屈折角の最大値である、θ[0]とnはどのような関係にあるか、正しいものを、次の(1)から(6)のうちから一つ選べ (1)cosθ[0]=1/n (2)sinθ[0]=1/n (3)tanθ[0]=1/n (4)cosθ[0]=n (5)sinθ[0]=n (6)tanθ[0]=n 解説 θ=θ[0]のときφ=90°であるから1×sin90°＝ｎsinθ[0] よってsinθ[0]=1/n となっていたのですが、これって臨界角に関する問題だと思うのですが、入射角がある程度の角度になると屈折角が90°になるって話ではないのですか？この問題の場合屈折角がある程度の角度になると入射角が90°になってるみたいなのですが、光が空気中から液体に入射して中に影が見えるって事ですが、これはどういう事なのですか？ 全反射の反射について 誘電体の全反射の反射率と反射による位相のズレがあるかどうかについて知りたいと思っています． スネルの法則より，屈折率が高い方から低い方に臨界角を超える入射角で光を入れると全反射しますが，ちょうど臨界角の場合，境界面に波ができるためロスがありそうですが（←これが正しいかどうかもわかっていません） 臨界角より大きい角で入射する場合はロスはないのでしょうか？ ロスがある場合は，どのようにして求めればよいのでしょうか？ また，この時の反射は自由端で考えればよいのでしょうか？ 回答どうぞよろしくお願い致します． 全反射についての疑問です。 全反射の説明（ネットや本）で、入射角が臨界角を超えると、それ以降”屈折は起きなくなり”、反射のみが起こるといわれていますが、そこで一つ疑問があります。 臨界角より少し手前の時、入射光に対して、反射光と屈折光がそれぞれ存在し、入射角＝反射角、入射角＜屈折角、になりますよね？（なお、屈折率は入射光のやってくるほうが大きい場合とします。イメージ的には、下から斜め右上に向かって物質中を通ってきた光が同じく斜め右上に向かって空気中に出る場合のような感じです。） そして臨界角に達したとき、入射角＝反射角、入射角＜屈折角＝９０°になりますが、 これ以降の時、屈折角が９０°以上になるので、オーバーした分だけ反射したように見える。 と高校の物理で習いました。例でいうと、臨界角以降で、屈折角が１０°オーバーする場合を仮定すると、境界面に対して下向きに１０°反射したように見える（反射角は８０°）ということです。 そこで私はおかしいなと思ったのです。そもそも屈折が起きていることになっていますし、入射角＝反射角、入射角＜反射角であるのだから、この説明だと入射角＜反射角になることになります。 （例）. 臨界角４５°のとき、入射角５０°で屈折角が存在すると仮定し、１００°とした場合、この説明に当てはめると、反射角っぽいもの＝９０°－（１００°－９０°）＝８０°となり、入射角＝反射角＝５０°＝８０°となり、明らかに反射の法則に矛盾する。 ということです。（図で書くと分かります。） そこで質問なのですが、この高校での全反射の説明は間違っていますか？ 間違っていない場合は、私の誤解している部分を教えてください。 詳しい方、解説よろしくお願いします。 物理化学 ４つほど質問しますね 屈折率は物質に対する光の入射角に依存しますか？ 光の進行速度は媒質の屈折率によらず一定ですか？ 水にアルコールを添加すると、その溶液の誘電率は増大しますか？ pHは、水素イオン活量の逆数の常用対数で定義されますか？ 調べろや、学校の先生に聞けはナシってことで詳しい解説等宜しくお願いします 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 小諸市（長野県）在住でスキーやスノボをする方の用具 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る OKWAVE コラム 突然のトラブル？プリンター・メール・LINE編 携帯料金を賢く見直す！格安SIMと端末選びのポイントは？ 友達って必要？友情って何だろう 大震災時の現実とは？私たちができる備え 「結婚相談所は恥ずかしい」は時代遅れ！負け組の誤解と出会いの掴み方 あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 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