【高中物理】光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用+課件+高二上學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊

4.4光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用1、光導(dǎo)纖維的工作原理

把石英玻璃拉成直徑幾微米到幾十微米的細絲，再包上折射率比它小的材料，就制成了光導(dǎo)纖維，簡稱光纖。模擬光纖實驗

如圖4-32所示，在暗室里放置一個容器，并在其側(cè)面靠下的位置開一個小孔。在容器中裝入水，水從容器的小孔自由流出。使一束細光束沿水平方向從小孔對面一側(cè)射入水中，你會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？

光纖一般由折射率較高的玻璃內(nèi)芯和折射率較低的外層透明介質(zhì)組成。光在光纖內(nèi)傳播時，由光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，若入射角i≥C，光會在光纖內(nèi)不斷發(fā)生全反射。光束在光纖中從一端傳到另一端，不會在中途漏射出來。實際上，光纖材料的折射率是多層漸變的，通常把若干根光纖集成一束，制成光纜。2、光纖通信

光纖網(wǎng)是社會的重要基石，“光纖到戶”是信息社會的重要標志。

利用光纜構(gòu)成的電視網(wǎng)，能同時傳送上千套電視節(jié)目的信號。許多光纖通信設(shè)備已在艦艇、飛機上安裝使用；將光纜引入家庭，可將電視、電話、計算機和傳真機結(jié)合在一起，發(fā)揮更大的作用。光纜大大增加了聲音、圖像和數(shù)據(jù)量的傳輸，其通信容量遠大于電纜。光纖的其他應(yīng)用

光纖在形狀彎曲的情況下也能傳遞圖像，這使一些光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化。光纖作為一種性能優(yōu)良的光學(xué)元件，不但在光纖通信和圖像信息處理領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，而且在光學(xué)儀器和電子器件制造方面得到了廣泛的應(yīng)用。

圖4-37是醫(yī)用光纖內(nèi)窺鏡，它包括成像、傳像和觀察記錄幾個部分。一種高強度的光通過光纖束的傳光束送到內(nèi)窺鏡探頭，并通過導(dǎo)光孔照亮被觀測物體。被觀測物體的像由觀察窗入射，經(jīng)物鏡成像，由光纖束送到目鏡和照相機。光纖在醫(yī)學(xué)上的成功應(yīng)用，使激光能隨各種體腔鏡進入人體體腔內(nèi)部，施行直視手術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖的應(yīng)用將越來越廣泛，它必將對人們的生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生深遠影響。例1.關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法，正確的是(

)A.光導(dǎo)纖維是由高級金屬制成的，所以它比普通電線容量大B.光導(dǎo)纖維是非常細的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C.光導(dǎo)纖維是非常細的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實現(xiàn)光的傳導(dǎo)的D.在實際應(yīng)用中，光導(dǎo)纖維必須呈筆直狀態(tài)，因為彎曲的光纖是不能導(dǎo)光的

C4.如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R=2r。現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體材料的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時間為t，真