高中物理 第4章 光的折射與全反射 第2節(jié) 光的全反射 時代科技的神經(jīng)-光導(dǎo)纖維素材 魯科版選修3-4（通用）

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1、時代科技的神經(jīng)——光導(dǎo)纖維 現(xiàn)代科學(xué)創(chuàng)造的奇跡之一，是使光像電流一樣沿著導(dǎo)線傳輸。不過， 這種導(dǎo)線不是一般的金屬導(dǎo)線，而是一種特殊的玻璃絲，人們稱它為光導(dǎo)纖維，又叫光學(xué)纖維，簡稱光纖。 1870年，英國科學(xué)家丁達(dá)爾做了一個有趣的實(shí)驗(yàn)：讓一股水流從玻璃容器的側(cè)壁細(xì)口自由流出，以一束細(xì)光束沿水平方向從開口處的正對面射入水中。丁達(dá)爾發(fā)現(xiàn)，細(xì)光束不是穿出這股水流射向空氣，而是順從地沿著水流彎彎曲曲地傳播。這是光的全反射造成的結(jié)果。 光導(dǎo)纖維正是根據(jù)這一原理制造的。它的基本原料是廉價的石英玻璃，科學(xué)家將它們拉成直徑只有幾微米到幾十微米的絲，然后再包上一層折射率比它小的材料。只要入射角滿足一定的條

2、件，光束就可以在這樣制成的光導(dǎo)纖維中彎彎曲曲地從一端傳到另一端，而不會在中途漏射。科學(xué)家將光導(dǎo)纖維的這一特性首先用于光通信。一根光導(dǎo)纖維只能傳送一個很小的光點(diǎn)，如果把數(shù)以萬計的光導(dǎo)纖維整齊地排成一束，并使每根光導(dǎo)纖維在兩端的位置上一一對應(yīng)，就可做成光纜。用光纜代替電纜通信具有無比的優(yōu)越性。比如20根光纖組成的像鉛筆精細(xì)的光纜，每天可通話7.6萬人次，而1800根銅線組成的像碗口粗細(xì)的電纜，每天只能通話幾千人次。光導(dǎo)纖維不僅重量輕、成本低、敷設(shè)方便，而且容量大、抗干擾、穩(wěn)定可靠、保密性強(qiáng)。因此光纜正在取代銅線電纜，廣泛地應(yīng)用于通信、電視、廣播、交通、軍事、醫(yī)療等許多領(lǐng)域，難怪人們稱譽(yù)光導(dǎo)纖維為信息時代的神經(jīng)。我國自行研制、生產(chǎn)、建設(shè)的世界最長的京漢廣(北京、武漢、廣州)通信光纜，全長3047公里，已于1993年10月15日開通，標(biāo)志我國已進(jìn)入全面應(yīng)用光通信的時代。