光導(dǎo)纖維的原理

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


光導(dǎo)纖維簡稱光纖,我們常聽到的“光纖通信”就利用了全反射的原理.為了說明光導(dǎo)纖維對光的傳導(dǎo)作用,我們做下面的實(shí)驗(yàn).

實(shí)際用的光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲,直徑只有幾微米到一百微米左右,由內(nèi)芯和外套兩層組成.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射.

如果把光導(dǎo)纖維聚集成束,使其兩端纖維排列的相對位置相同,具有亮暗色彩的圖像就可以從一端傳到另一端.醫(yī)學(xué)上用光導(dǎo)纖維制成內(nèi)窺鏡,用來檢查人體胃、腸、氣管等內(nèi)臟的內(nèi)部.實(shí)際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖,一組用來把光傳送到人體內(nèi)部,另一組用來進(jìn)行觀察.

我們知道,光也是一種電磁波,它可以像無線電波那樣,作為一種載體來傳遞信息.載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的激光從光纖的一端輸入,就可以沿著光纖傳到千里以外的另一端,實(shí)現(xiàn)光纖通信.

光纖通訊的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng).例如,一對光纖的傳輸能力理論值為二十億路電話,一千萬路電視;而當(dāng)今世界最大的“國際通信衛(wèi)星6號”也只能傳輸3.3萬路電話,4路電視.即便是現(xiàn)在已實(shí)際采用的數(shù)十萬路電話的光纖通訊,也較衛(wèi)星通信容量大.

盡管光纖通信的發(fā)展只有二十多年的歷史,但是發(fā)展速度卻是驚人的.一些發(fā)達(dá)國家不僅建立了跨越海底的光纜通信網(wǎng)絡(luò),而且建立了縱橫城市之間的光纜通信網(wǎng)絡(luò).光纖的使用前景是非常廣闊的,不僅光纖電話已廣泛使用,光纖電視也將會很快進(jìn)入尋常百姓之家.另外,自光晶體管問世后,大容量、高速度的光計算機(jī)也有望在下個世紀(jì)初得到廣泛應(yīng)用,這些都離不開光纖的使用.

我國的光纖通信技術(shù)起步較早,現(xiàn)已成為光纖通信技術(shù)較為先進(jìn)的幾個國家之一.自1972年開始到現(xiàn)在已先后開通了數(shù)十條光纖通訊線路,省會城市間基本建成全國性的通信網(wǎng),北京有線電視臺將在1999年前后在北京全市范圍內(nèi)鋪設(shè)有線電視光纜.


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