鲁科版高中物理选修34课件光导纤维及其应用课件2

第3节光导纤维及其应用第3节光导纤维及其应用目标定位初步了解光导纤维的工作原理及其在生产，生活中的应用。认识光线技术对经济社会生活的重大影响。目标定位三、光导纤维及其应用1.构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外层透明介质两层组成。2.原理：内芯的折射率比外层的___，光传播时在内芯与外层的界面上发生_______。3.主要优点：容量大、_____损耗小、抗干扰能力强、_____性好等。大全反射能量保密三、光导纤维及其应用大全反射能量保密一、光导纤维及其应用1.光导纤维的工作原理：(1)全反射是光导纤维的基本工作原理。全反射的条件是：光由光密介质射入光疏介质，但入射角大于或等于临界角。临界角C的大小满足：一、光导纤维及其应用(2)光导纤维的构造就是为了满足光的全反射。光纤一般由折射率较大的玻璃内芯和折射率较小的外层透明介质组成。光在光纤内传播时，由光密介质入射到光疏介质，若入射角i≥C(临界角)，光就会在光纤内不断发生全反射。实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射，如图所示。(2)光导纤维的构造就是为了满足光的全反射。光纤一般由折2.光纤通信：光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤一端输入，就可以传到千里之外的另一端，实现光纤通信。2.光纤通信：光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载【学而后思】微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂,光纤为什么要由两层介质构成?提示：光纤的工作原理是全反射,要由两种介质配合才能产生全反射现象。

【学而后思】【典例1】如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2。若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是()A.n1<n2，光通过光缆的时间等于B.n1<n2，光通过光缆的时间大于C.n1>n2，光通过光缆的时间等于D.n1>n2，光通过光缆的时间大于【典例1】如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的【解题探究】(1)光在光导纤维中产生全反射的条件是什么？提示：光由光密介质进入光疏介质，即n1>n2，入射角大于临界角。(2)光在介质中通过的路程和速度分别是多少？提示：路程为,速度为。

【解题探究】(1)光在光导纤维中产生全反射的条件是什么？【标准解答】选D。光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1>n2；光在内芯传播的路程光在内芯的传播速度所以故D正确。【标准解答】选D。光从光密介质射入光疏介质，才可能发生【总结提升】对光导纤维的折射率要求设光导纤维的折射率为n,当入射光线的入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：由以上各式可得：【总结提升】对光导纤维的折射率要求由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小，当θ1=90°时，若θ=C，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即有以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些。由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线【变式训练】光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是()A．光纤通信利用光作为载体来传播信息B．光导纤维传递光信号是利用光的折射原理C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝【变式训练】光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高【解析】选A、D。光纤通信利用光作为载体来传播信息，A项正确；光导纤维传递光信号是利用光的全反射原理，B、C项错；目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，D项正确。【解析】选A、D。光纤通信利用光作为载体来传播信息，A项正确第3节光导纤维及其应用第3节光导纤维及其应用目标定位初步了解光导纤维的工作原理及其在生产，生活中的应用。认识光线技术对经济社会生活的重大影响。目标定位三、光导纤维及其应用1.构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外层透明介质两层组成。2.原理：内芯的折射率比外层的___，光传播时在内芯与外层的界面上发生_______。3.主要优点：容量大、_____损耗小、抗干扰能力强、_____性好等。大全反射能量保密三、光导纤维及其应用大全反射能量保密一、光导纤维及其应用1.光导纤维的工作原理：(1)全反射是光导纤维的基本工作原理。全反射的条件是：光由光密介质射入光疏介质，但入射角大于或等于临界角。临界角C的大小满足：一、光导纤维及其应用(2)光导纤维的构造就是为了满足光的全反射。光纤一般由折射率较大的玻璃内芯和折射率较小的外层透明介质组成。光在光纤内传播时，由光密介质入射到光疏介质，若入射角i≥C(临界角)，光就会在光纤内不断发生全反射。实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射，如图所示。(2)光导纤维的构造就是为了满足光的全反射。光纤一般由折2.光纤通信：光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤一端输入，就可以传到千里之外的另一端，实现光纤通信。2.光纤通信：光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载【学而后思】微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂,光纤为什么要由两层介质构成?提示：光纤的工作原理是全反射,要由两种介质配合才能产生全反射现象。

【学而后思】【典例1】如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2。若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程中，则下列判断中正确的是()A.n1<n2，光通过光缆的时间等于B.n1<n2，光通过光缆的时间大于C.n1>n2，光通过光缆的时间等于D.n1>n2，光通过光缆的时间大于【典例1】如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的【解题探究】(1)光在光导纤维中产生全反射的条件是什么？提示：光由光密介质进入光疏介质，即n1>n2，入射角大于临界角。(2)光在介质中通过的路程和速度分别是多少？提示：路程为,速度为。

【解题探究】(1)光在光导纤维中产生全反射的条件是什么？【标准解答】选D。光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1>n2；光在内芯传播的路程光在内芯的传播速度所以故D正确。【标准解答】选D。光从光密介质射入光疏介质，才可能发生【总结提升】对光导纤维的折射率要求设光导纤维的折射率为n,当入射光线的入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射，如图所示，则有：由以上各式可得：【总结提升】对光导纤维的折射率要求由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小，当θ1=90°时，若θ=C，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即有以上是光从纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些。由图可知：当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线【变式训练】光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是()A．光纤通信利用光作为载体来传播信息B．光导纤维传递光信号是利用光的折射原理C．光导纤维传递光信号是利