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文档简介
选修3 4 4 3光导纤维及其应用 1 进一步理解光的全反射及其条件 2 知道光导纤维及其应用 学习目标 还记得全反射现象吧 当光从光密介质射入光疏介质时 入射角逐渐增大到某一角度 光线全部被反射回原光密介质的现象 光导纤维 由组成 二者的折射率不同 的折射率大 的折射率小 内芯和外套两部分 内芯 外套 光导纤维 点击观看 一 光导纤维的工作原理 一 光导纤维的工作原理 光线在光纤中传播 a 原理 利用全反射原理 思考光纤内外层折射率的差别 b 作用 传输光 图象或者其他信息 c 优越性 光纤通信的主要优点是容量大 衰减小 抗干扰性强 d 应用 光纤通信 医学及工业内窥镜 饰品等 一 光导纤维的工作原理 二 光导纤维的应用 光纤通信 光纤通信是光纤应用的一个重要方面 已取得了重大的成就 优点 1 光纤能耗低 2 光纤是电介质 绝缘性好 不担心被雷击 并能抗电磁干扰 可在有较强电磁干扰的环境中使用 3 光纤体积小 质量小 易弯曲 可组成各种光缆 便于敷设和维护 如图所示 一条长度为l 5 0m的光导纤维用折射率为n 的材料制成 一细束激光由其左端的中心点以 45 的入射角射入光导纤维内 经过一系列全反射后从右端射出 求 1 该激光在光导纤维中的速度v是多大 2 该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少 典例分析 解析 1 由n c v可得v 2 1 10 8m s 2 由n sin sinr可得 r 30 r 60 45 光线在光纤中通过的总路程为 激光在光导纤维中传输所经历的时间 二 光导纤维的应用 光纤通信网络 光导纤维的用途很大 医学上将其制成内窥镜 用来检查人体内脏的内部 内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用 二 光导纤维的应用 例1 光导纤维的结构如图4 2 2所示 其内芯和外套材料不同 光在内芯中传播 以下关于光导纤维的说法正确的是 图4 2 2 a 内芯的折射率比外套的大 光传播时在内芯与外套的界面发生全反射b 内芯的折射率比外套的小 光传播时在内芯与外套的界面发生全反射c 内芯的折射率比外套的小 光传播时在内芯与外套的界面发生折射d 内芯的折射率与外套的相同 外套的材料有韧性 可以起保护作用 解析光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率 光在由内芯射向外套时 在其界面处发生全反射 从而使光在内芯中传播 a对 答案a 例2 一厚度为h的大平板玻璃水平放置 其下表面贴有一半径为r的圆形发光面 在玻璃板上表面放置一半径为r的圆纸片 圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上 已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 不考虑反射
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