W światłowodzie światło jest prowadzone wzdłuż włókna, ponieważ na granicy rdzeń–płaszcz zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie. Rdzeń ma większy współczynnik załamania niż płaszcz, więc gdy promień w rdzeniu pada na granicę pod kątem większym od kąta granicznego, nie przechodzi do płaszcza, tylko w całości odbija się z powrotem do rdzenia. W efekcie energia optyczna może propagować na duże odległości, a włókno "kieruje" światło.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "Rozszczepienia." Rozszczepienie (dyspersja) polega na rozdzieleniu składowych o różnych długościach fali, typowo w pryzmacie lub siatce dyfrakcyjnej. Nie jest to mechanizm utrzymujący światło w rdzeniu; co więcej, dyspersja w światłowodzie jest raczej zjawiskiem ograniczającym (poszerza impuls).
- "Załamania." Załamanie występuje na granicy ośrodków i jest niezbędne do zrozumienia optyki, ale w czystej postaci oznacza przejście promienia do drugiego ośrodka przy zmianie kierunku. Gdyby w światłowodzie dominowało załamanie do płaszcza, światło "uciekałoby" z rdzenia i straty byłyby bardzo duże.
- "Częściowego odbicia przy załamaniu." Przy typowej granicy ośrodków część fali może się odbić, a część przejść (załamać). Jednak takie częściowe odbicie nie gwarantuje skutecznego prowadzenia w rdzeniu – nadal następowałby stały "wyciek" energii do płaszcza. W światłowodzie kluczowe jest, aby w odpowiednich warunkach odbicie było całkowite (a nie częściowe).
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli pytanie dotyczy mechanizmu prowadzenia światła w światłowodzie, szukaj odpowiedzi związanej z "uwięzieniem" promienia w rdzeniu, czyli z całkowitym wewnętrznym odbiciem i kątem granicznym.
