光纖傳光原理

光傳原一教目1．了解光的全反射原理2．掌握光的全反射條件3．了解光纖傳光原理二教重難重點：光的全反射條件難點：由折射定律計臨界角三、教器光具盤四教建教法建議：多媒體演示光的全反射現(xiàn)象，講解，討論教設(shè)方：（）媒課演引新草葉上露珠在陽光下晶瑩透亮過杯壁觀察盛滿水的玻璃杯水面燦銀水或玻璃中的氣泡顯得特別明亮。為什么會出現(xiàn)這一些現(xiàn)象呢？這些都是光的全反射引起的。（）出程容．光全射（）過下面的實驗觀察光發(fā)生了怎樣的變化。讓一束光沿著半圓柱玻璃磚從玻璃射向空氣圖時可以同時看到反射光線和折射光線這條光線都比入射線要弱。增大入射角射角也隨之增大，這時折射光線越來越弱，反射光線越來越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到某一角，折射角等于

0

，這時折射光線沿兩種介質(zhì)的界面?zhèn)鞑?。再增大入射角射光線消失只剩下反射光線，光線全部反射回到玻璃中，如下圖所示。此時的反射光線幾乎與入射光線一樣亮。圖11-7：察光的全反射現(xiàn)象（）的全反射定義入射光全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為光的全反射于

0

折射角的入射角為臨界角。/

(3)光生全反射必須具備的條件是：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；②入射角大于臨界角。復(fù)習(xí)提問：什么叫光疏介質(zhì)，什么叫光密介質(zhì)？答：兩種介質(zhì)相比較，折射率較小的（或光傳播速度較大的）稱為光疏介質(zhì)；折射率較大的（或光傳播速度較小的）稱為光密介質(zhì)。光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的。記：的全反射現(xiàn)象只發(fā)生在光密介質(zhì)內(nèi)果光線從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)不會發(fā)生全反射。（）界角的計算同學(xué)們還記得上次課所學(xué)習(xí)的折射定律嗎？（提問到3名學(xué)回答，并在黑板上寫下折射定律表達(dá)式）由折射定律可以計算臨界角：2sin900n1sin

n2n1

(11—若光從某介質(zhì)射真空或空氣，則2

=l

1n根據(jù)上式要知道某種介質(zhì)的射率n可求出它對真(空氣的界角。書上用表11—為我們列出了幾介質(zhì)對真(或空氣)的臨界角。（）反射技術(shù)的應(yīng)用全反射在生產(chǎn)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用全反射棱鏡可以制造潛望鏡用光在光導(dǎo)纖維中的全反射傳光、傳像等更是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的通信方式。提問請同學(xué)們思考討論：全反射在生產(chǎn)技術(shù)中還有哪些廣泛應(yīng)用？（）題講解例某玻璃的折射率n=1.52，水的折射率=1．，光線如何射人，可界面發(fā)生12全反射臨角

多大?解因玻璃相對水是光密介質(zhì)以有當(dāng)光從玻璃射向水里時才可能發(fā)生全反射n2sin900n1臨界角=3/

sin

n1.33==0.875n1/

例2.在水中的魚看來，面上的所有景物，都出現(xiàn)在頂角大約為

0

的倒立圓錐內(nèi)(如圖11-8所示，是什么原因?它與魚在水中的深度有關(guān)?解水空氣來說是光密介質(zhì)，光線由水射向空氣時可能發(fā)生全反射，其臨界角可由式sin

n2n1

求得：

=

0圖11-8：眼里的世界光線由空氣進(jìn)入水中入射角0～90折射角在048.60之間水面上所有入射光線進(jìn)入水中的折射光線均在頂角為

0(

×2)的倒立圓錐內(nèi)。由于動物的眼睛總是習(xí)慣以光直線傳播來確定被觀察物體的位置以水中的魚看來面所有景物都出現(xiàn)在頂角為

0

的倒立圓錐內(nèi)，顯然，這與魚在水中的深度無關(guān)。2.光纖光導(dǎo)纖維簡稱光纖，它是利用全反射原理使光沿著彎曲路徑傳播的光學(xué)元件。（）纖的構(gòu)造及傳光原理光纖由內(nèi)芯和外芯兩層組成，其中纖芯直徑約375m可玻璃、石英、塑料等材料在高溫下拉制而成。如圖11-9所示當(dāng)光在芯線中傳播時，由于包層的折射率比內(nèi)芯折射率小光芯線射向包層的程中會發(fā)生全反射就以從光纖的一端傳至另一端。圖11-9：纖導(dǎo)光（）纖的應(yīng)用光纖彎曲了也能傳光所以光導(dǎo)纖維為光學(xué)窺傳光傳像和光通信的實現(xiàn)創(chuàng)造了良好的條件。光纖主要應(yīng)用于通信要遞信號調(diào)制成光信號沿光纖傳遞出去接端再把光信號解調(diào)就得到了原信號。光纖通信已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一具容量大耗低敏高干擾，保密性能好等優(yōu)點。光纖柔軟，體積小，重量輕，使用壽命長。一條細(xì)如發(fā)絲的光纖，可替代25萬條標(biāo)準(zhǔn)的銅質(zhì)電纜線，條光纜可以同時傳送一萬余路電話、上千套電視節(jié)目。光纖通信是建立綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IS—DN)可缺少的技術(shù)手段不僅可以在陸地上使用/

且被廣泛用于海洋目，跨越西洋太平洋的海底光纜已投入使用這越洋光纜幾乎可以把整個地球環(huán)繞起來。我國的光纖通信事業(yè)發(fā)展十分迅速內(nèi)大城市及西南北等邊遠(yuǎn)地區(qū)都已敷設(shè)了光纖通信線路，國內(nèi)巨大的光纖通信網(wǎng)絡(luò)已初步形成?？?萬、全球92個際公司投資的全世界最長最的國際信光纖?！胺ㄐ職W亞三號于年入使用。我國參與了這條海纜的投資并在上海和汕頭設(shè)有登陸點。目前，光纖通信已實現(xiàn)全世界計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，今天的電子郵(Email)通過國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)已經(jīng)把世界各地聯(lián)結(jié)來網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展通已進(jìn)入人們的工作、生活，并將為未來的社會生活帶來巨大的變化。光纖不僅在通信技術(shù)方面取得顯著成就傳送電能方面也具有獨特的優(yōu)點果能實現(xiàn)利用光纖傳輸電能，將能大大降低電網(wǎng)的造價僅安全可靠而能節(jié)約有色金屬，延長電網(wǎng)使用周期。（、學(xué)結(jié)光的全反射1．全反射現(xiàn)象光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，隨著入射角逐漸增大，折射光線離法線越來越遠(yuǎn)，強(qiáng)度越來越弱，反射光越來越強(qiáng)。當(dāng)折射角達(dá)90時再增大入射角，折射光線消失