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光纤传光原理

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光纤传光原理11-2光纤传光原理一、教学目的1.了解光的全反射原理2.掌握光的全反射条件3.了解光纤传光原理二、教学重点难点重点:光的全反射条件难点:由折射定律计算临界角三、教学器材光具盘四、教学建议教法建议:多媒体演示光的全反射现象,讲解,讨论教学设计方案:(一)多媒体课件演示引入新课草叶上露珠在阳光下晶莹透亮;透过杯壁观察盛满水的玻璃杯水面,光灿如银;水或玻璃中的气泡显得特别明亮。为什么会出现这一些现象呢?这些都是光的全反射引起的。(二)引出课程内容1.光的全反射(1)通过下面的实验观察光发生了怎样的变化。让一束光沿着半圆...

光纤传光原理
11-2光纤传光原理一、教学目的1.了解光的全反射原理2.掌握光的全反射条件3.了解光纤传光原理二、教学重点难点重点:光的全反射条件难点:由折射定律计算临界角三、教学器材光具盘四、教学建议教法建议:多媒体演示光的全反射现象,讲解,讨论教学设计方案:(一)多媒体课件演示引入新课草叶上露珠在阳光下晶莹透亮;透过杯壁观察盛满水的玻璃杯水面,光灿如银;水或玻璃中的气泡显得特别明亮。为什么会出现这一些现象呢?这些都是光的全反射引起的。(二)引出课程内容1.光的全反射(1)通过下面的实验观察光发生了怎样的变化。让一束光沿着半圆柱玻璃砖从玻璃射向空气。(见11-7图),这时可以同时看到反射光线和折射光线,这两条光线都比入射光线要弱。增大入射角,折射角也随之增大,这时折射光线越来越弱,反射光线越来越强。当入射角增大到某一角度P时,折射角等于900,这时折射光线沿两种介质的界面传播。再增大入射角,折射光线消失,只剩下反射光线,光线全部反射回到玻璃中,如下图所示。此时的反射光线几乎与入射光线一样亮。图11-7:观察光的全反射现象2)光的全反射定义入射光全部被反射回原介质的现象称为光的全反射。对应于900折射角的入射角P称为临界角。(3)光发生全反射必须具备的条件是:①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角。复习提问:什么叫光疏介质,什么叫光密介质?答:两种介质相比较,折射率较小的(或光传播速度较大的)称为光疏介质;折射率较大的(或光传播速度较小的)称为光密介质。光疏介质和光密介质是相对的。记住:光的全反射现象只发生在光密介质内部,如果光线从光疏介质射入光密介质不会发生全反射。(4)临界角的计算同学们还记得上次课所学习的折射定律吗?(提问2到3名同学回答,并在黑板上写下折射定律表达式)由折射定律可以计算临界角:sin申n=—2-sin900n1nsm申=一(11—5)n1若光从某介质n射向真空(或空气),则1n=lsin申=—2n根据上式,只要知道某种介质的折射率n,就可以求出它对真空(或空气)的临界角9。书上用表11—2为我们列出了几种介质对真空(或空气)的临界角。(5)全反射技术的应用全反射在生产技术中有着广泛的应用。用全反射棱镜可以制造潜望镜;利用光在光导纤维中的全反射传光、传像等更是当今世界上最先进的通信方式。提问请同学们思考讨论:全反射在生产技术中还有哪些广泛应用?(6)例题讲解例题1.某种玻璃的折射率n=1.52,水的折射率n=1.33,光线如何射人,可在界面发生12全反射?临界角9多大?解因为玻璃相对水是光密介质,所以只有当光从玻璃射向水里时才可能发生全反射,得sin9nn1.33sin二=0.875sin900nn1.5211临界角9=6103/例题2.在水中的鱼看来,水面上的所有景物,都出现在顶角大约为970的倒立圆锥内(如图11-8所示),这是什么原因?它与鱼在水中的深度有关吗?解水对空气来说是光密介质,光线由水射向空气时可能发生全反射,其临界角可由式求得:申=48.6o1图11-8:鱼眼里的世界光线由空气进入水中,当入射角在00〜9Oo时,折射角在00〜48.6o之间,即水面上所有入射光线进入水中的折射光线均在顶角为97.2。(48.6oX2)的倒立圆锥内。由于动物的眼睛总是习惯以光直线传播来确定被观察物体的位置,所以在水中的鱼看来,水面上所有景物都出现在顶角为97o的倒立圆锥内,显然,这与鱼在水中的深度无关。2.光导纤维光导纤维简称光纤,它是利用全反射原理使光沿着弯曲路径传播的光学元件。(1)光纤的构造及传光原理光纤由内芯和外芯两层组成,其中纤芯直径约3〜75卩m可由玻璃、石英、塑料等材料在高温下拉制而成。如图11-9所示,当光在芯线中传播时,由于包层的折射率比内芯折射率小,所以光从芯线射向包层的过程中会发生全反射,光线就可以从光纤的一端传至另一端。图11-9:光纤导光(2)光纤的应用光纤弯曲了也能传光,所以,光导纤维为光学窥视(传光、传像)和光通信的实现创造了良好的条件。光纤主要应用于通信,把要传递的信号调制成光信号沿光纤传递出去,在接收端再把光信号解调就得到了原信号。光纤通信已成为现代通信的主要支柱之一,它具有容量大,能耗低,灵敏度高,抗干扰,保密性能好等优点。光纤柔软,体积小,重量轻,使用寿命长。一条细如发丝的光纤,可替代25万条 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的铜质电缆线,一条光缆可以同时传送一万余路电话、上千套电视节目。光纤通信是建立综合业务数字网(IS—DN)不可缺少的技术手段。它不仅可以在陆地上使用,而且被广泛用于海洋。目前,跨越大西洋、北太平洋的海底光缆已投入使用,这些越洋光缆几乎可以把整个地球环绕起来。我国的光纤通信事业发展十分迅速,国内各大城市及西南、西北等边远地区都已敷设了光纤通信线路,国内巨大的光纤通信网络已初步形成。总长4万km、由全球92个国际公司投资的全世界最长、最大的国际通信光纤海缆“法新欧亚三号”,已于2000年投入使用。我国参与了这条海缆的投资并在上海和汕头设有登陆点。目前,光纤通信已实现全世界计算机联网,今天的电子邮件(E—mail)通过国际互联网(Internet)已经把世界各地联结起来。随着网络的普及和发展,光纤通信已进入人们的工作、生活,并将为未来的社会生活带来巨大的变化。光纤不仅在通信技术方面取得显著成就,在传送电能方面也具有独特的优点,如果能实现利用光纤传输电能,将能大大降低电网的造价,不仅安全可靠,而且能节约有色金属,延长电网使用周期。、教学小结光的全反射1.全反射现象光从光密介质射入光疏介质时,随着入射角逐渐增大,折射光线离法线越来越远,强度越来越弱,反射光越来越强。当折射角达到900时,再增大入射角,折射光线消失,光全部反射回入射介质。2.发生全反射的条件光从光密介质射入光疏介质;入射角大于临界角。用申表示临界角:nsin申二nsin9O0123.光导纤维传光原理及光纤通信、作业布置1.p1281、2、3、42.课外阅读书上《蜃景》阅读材料
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