33《含硅矿物与信息材料》教案2(苏教版必修1)

高中化学——苏教版〔必修1〕第三章从矿物到根底材料第三单元含硅矿物与信息材料【教学背景】硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物的重要根底知识。本节内容不仅为形成化学的根本观念提供感性根底，也为了解化学与生活、化学与社会开展、化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。【教学目标】知识与技能目标1．了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质，认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。过程与方法目标1．通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，使学生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸盐的结构复杂性。2．通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识；学会将硅酸盐的化学式书写氧化物的形式的方法和技巧。3．通过对硅酸盐工业产品的了解，使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的开展的密切关系。4．利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等，增强直观性和形象性。情感态度与价值观目的1．从传统材料到信息材料的学习，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现新材料的意识；体会“化学――人类进步的关键〞这句话的思想内涵，增强学生学习化学的兴趣。2．了解我国材料科学开展的成就、社会及科学技术的开展对新型材料的要求，激发学生爱国主义热情，提高社会责任感。【教学重点、难点】重点：硅酸钠(sodiumsilicate)、单质硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性质；硅酸盐(silicate)的氧化物形式的书写。难点：单质硅〔silicon〕和二氧化硅(silica)的结构。【课时安排】两课时第一课时：硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。第二课时：单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。【教法学法】〔教学方法〕探究式教学，多媒体教学法。〔学习方法〕自主探究学习法，合作学习法。采用“阅读理解→列表比较→分析讨论、交流→归纳总结→拓展研究〞模式。【教学资源】课前准备教师：1．查阅整理：硅酸盐矿物图片、硅酸盐产品的生产和应用及新开展、信息材料—光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、分子筛的知识等。硅酸盐生产的录像和光导纤维的录像。2．查阅整理：硅单质的结构和彩图、水晶和石英的结构和有关图片等。3．实物准备：不同标号的水泥袋、各种类型的玻璃、陶瓷、砖瓦、陶土、光导纤维、水晶和石英的制品等。4．模型准备：单质硅的结构球棍模型和二氧化硅的球棍模型。5．演示实验准备：硅酸钠试剂、水、玻璃管、稀盐酸、氢氧化钠溶液、烧杯、胶头滴管、导管等。学生：实物准备：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、河沙等实物。【教学过程】第一课时硅酸盐矿物、传统材料与信息材料学习课题教师活动学生活动学习反响教学设想1．课前查阅资料，提问引入新课提问：〔1〕硅元素在地壳中的含量怎样〔2〕硅元素在自然界主要有哪些存在形式自学、归纳、交流、讨论答复以下问题。〔1〕地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。〔2〕硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92％是硅酸盐和二氧化硅。〔1〕培养学生自学能力；〔2〕让学生学会通过查阅资料来学习知识的学习方法。过渡：硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。2．硅酸盐(silicate)的结构〔1〕多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式；〔2〕举例介绍如何将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式；并要求学生练习后总结书写规律。〔3〕追问：硅酸盐的结构怎样为什么常改写成氧化物的形式〔1〕观察图片和化学式，总结；〔2〕练习硅酸盐化学式的改写；〔3〕分析总结交流讨论书写规律；〔1〕硅酸盐的结构复杂。〔2〕改写的规律：①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“•〞间隔。③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。〔3〕由于硅酸盐的结构复杂，为了学习研究的方便，常改写成氧化物的形式。〔1〕创设情景，激发学习兴趣；〔2〕通过训练，稳固知识，培养能力；〔3〕通过主动探索得出规律，将知识升华，培养学习的主动性，增强探索意识。过渡：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。3．硅酸钠(sodiumsilicate)的知识〔1〕展示硅酸钠试剂；〔2〕探究实验：硅酸钠的性质①加水溶解；并检验其溶液酸碱性；②向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸；③再向②中滴加氢氧化钠溶液。〔师生共同完成实验，局部实验由学生来探究演示。〕〔3〕说说硅酸钠的用途。〔1〕动手参与、探索实验，观察、分析、思考实验现象，总结硅酸钠的性质；〔2〕书写有关的化学、离子方程式；〔3〕从性质思考用途。〔1〕硅酸钠能溶于水；水溶液称水玻璃。水溶液呈碱性。〔2〕向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成，滴加稀盐酸也有白色沉淀生成。Na2SiO3+2H2O+CO2AUTOTEXT====H4SiO4↓+Na2CO3Na2SiO3+2HCl+H2OAUTOTEXT====H4SiO4↓+2NaCl在沉淀中参加氢氧化钠溶液，沉淀溶解：H4SiO4+2NaOHAUTOTEXT====Na2SiO3+3H2O(3)硅酸钠能用于作黏合剂、防腐剂、防火作用等。〔1〕通过实验探索，培养科学探究能力；〔2〕让学生学会掌握：实验探索――分析总结――掌握知识的科学学习方法。过渡：在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。4．硅酸盐产品〔传统材料〕〔1〕请同学们展示收集的硅酸盐产品；〔2〕请同学们简单说说它们是如何生产的有什么共同点〔3〕播放一段录像〔玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生产简介〕。展示一些硅酸盐产品。〔4〕要求学生总结传统的硅酸盐产品即传统材料：玻璃、水泥、陶瓷的生产原料和产品的主要成分。〔5〕提供传统的硅酸盐产品的应用及新开展的有关资料和图片。〔1〕学生展示收集的硅酸盐产品；〔2〕局部学生答复以下问题；〔3〕观看录像后讨论总结答复以下问题；〔4〕讨论、总结硅酸盐产品的应用与社会开展的关系。提出对产品应用的新设想。〔1〕玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点是：都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅元素物质，产品都含硅酸盐，且都是混合物。〔2〕玻璃生产的原料：石英、纯碱、石灰石；产品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。两个主要反响：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑.水泥生产的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；产品主要成分：2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3〔1〕创设情景激活学生思维；主动参与表达学习主动性。〔2〕了解产品的应用和新开展激发学习的热情，增强探索意识，树立远大理想，增强努力学习的责任感和使命感。过渡：通过刚刚的介绍，我们已经了解到硅酸盐产品传统材料在人类文明开展和社会进步的历程中，起到了很大的推动作用；但是随着科技的开展，这些传统材料又有了新的用途，如玻璃“老爷爷〞又焕发出了青春活力――光导纤维的应用。下面我们一起来了解一下光导纤维的有关知识。5．信息材料――光导纤维〔1〕请同学们总结课前查阅的有关信息材料的资料，简述光导纤维的主要成分和用途；〔2〕提供有关光导纤维的资料〔简介、制造和作用〕；播放光导纤维的介绍录像。〔3〕展示实物：展示光导纤维并演示光在其中的传播实验。〔1〕思维、总结、答复；〔2〕阅读资料，交流、讨论总结；〔3〕观察实验。〔4〕谈谈对信息材料的应用的感想。〔1〕光导纤维的主要成分是：石英玻璃；用途非常广泛，如：信息传递〔光缆〕、光的传递、医生的助手、国防方面、工业生产中等等。〔2〕信息材料的使用，使社会的开展步伐大大加快，是社会进入信息时代的标志。〔1〕创造变被动为主动的学习环境；实物观察提高对知识的理性认识；〔2〕通过资料的阅读，拓宽视野，激发研究、探索的意识。过渡：硅酸盐除了上面的一些作用外，它还可以用来筛分分子。6．分子筛(molecularsieve)〔1〕提供分子筛的有关资料和图片；〔2〕从资料的介绍，要求学生发挥想象，推测它又哪些方面的用途。〔1〕阅读资料；〔2〕思维、想象、推测总结，答复。分子筛可用于：别离、提纯气体或液体混合物；还可以作枯燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。〔1〕创设情景，让学生主动参与；发挥思维想象力。〔2〕激发学生研究、探索意识。本课总结：通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活力的元素，伴随着人类历史开展的脚步，从传统材料到信息材料，为社会的开展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的开展，它们会创造更多的奇迹。有关硅单质和二氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。第二课时单质硅、二氧化硅的结构、性质及用途学习课题教师活动学生活动学习反响教学设想1．引入新课复习提问：〔1〕传统材料硅酸盐产品主要包括哪些〔2〕光导纤维的主要成分是什么〔3〕硅在自然界中无游离态，为什么是不是单质硅的性质很活泼思考、讨论问题并答复。〔1〕主要有玻璃、水泥和陶瓷等。〔2〕光导纤维的主要成分是：二氧化硅。〔3〕硅在自然界中无游离态，不是硅单质性质活泼。〔硅元素的亲氧性和地壳运动等因素〕温故知新，引入学习情境；设疑激发学生的思维，让学生带着疑问学习新知识，提高学习效率。过渡：下面我们就一起来讨论学习硅单质的性质和用途。2．课前查阅资料〔1〕要求学生从查阅的资料和了解的知识总结硅单质的用途。〔2〕提供集成电路的有关资料。〔3〕问：资料中的应用表达了硅的哪些性质讨论、交流、总结、答复。〔1〕硅的主要用途：是良好的半导体材料，是集成电路板的主要成分；制太阳能等；〔2〕表达硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间。从学生了解的知识入手，学习效果好；提供资料，让学生自主归纳，主动参与，激发思维。过渡：硅单质还有那些性质3．硅(silicon)单质的结构和性质〔1〕提供硅单质的彩图。〔2〕提供硅单质的结构图或结构模型；要求学生分析与哪种已学的物质的结构相似〔3〕要求学生根据已学知识类推硅单质有哪些物理和化学性质(4)整理硅的物理性质；〔5〕介绍硅的主要化学性质。〔1〕观察、讨论交流、类推、总结硅的物理性质。〔2〕讨论类推硅的化学性质。〔3〕学习硅的化学性质，有关化学、离子方程式的书写和氧化复原反响的电子转移的练习。〔1〕从彩图得：硅是灰黑色有金属光泽、硬而脆的固体。〔2〕从结构类推与金刚石的结构相似，是正四面体空间网状结构，性质也有相似之处。类推物理性质：熔沸点高、硬度大，难溶于溶剂。化学性质通常是稳定的。〔3〕常温下硅只和单质氟、氢氟酸、强碱溶液反响。高温加热时，硅可以和氧气、氯气、氢气反响。〔1〕通过图示来总结性质，培养锻炼学生的观察能力；〔2〕由结构类推性质，培养锻炼学生的分析推理能力，加深对物质结构决定物质性质的理解。〔3〕介绍硅的化学性质。〔4〕让学生学会运用类推、比照分析的学习方法。〔思考探索〕硅的性质通常时稳定的，那么自然界中为什么无游离态请同学们课后查阅有关资料分析、讨论解决。过渡：由于硅的性质使硅的用途非常广泛而且非常重要。4．硅的用途用多媒体展示一些用作原料制造的产品图片。观察总结硅的用途。主要用途：〔1〕用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；〔2〕制造太阳能仪器装置；〔3〕制造合金，如含硅4％〔质量分数〕的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等等。提供图片，学习用途时能联系实际，有利于记忆，学习效率高。同时学习过程生动有形。提高学习兴趣。过渡：硅的用途非广泛，特别是信息时代更离不开硅，自然界无游离态的硅，那么工业生产中是怎样生产硅的呢5．硅的工业制法从用途引入，介绍工业生产高纯度硅的主要过程原理和主要化学方程式。学习了解工业生产硅的过程及主要化学方程式。制粗硅：SiO2+2CSi+2CO制纯硅：Si+2Cl2SiCl4(液态)，SiCl4+2H2Si+4HCl。理论联系实际，激发学生学习热情和探索意识。过渡：了解了硅的有关知识，我们再来学习二氧化硅的知识。6．二氧化硅(silica)的结构、性质和用途〔1〕要学生展示收集的二氧化硅的实物和相应产品；〔2〕提供二氧化硅的在自然界的一些图片；多媒体展示二氧化硅的结构；〔3〕要求学生结合结构和收集的资料总结类推二氧化硅的一些性质；〔4〕介绍二氧化硅性质；要求思考二氧化硅与氢氟酸、强碱溶液反响的实际作用。〔5〕多媒体展示二氧化硅的一些制品。(6)播放光导纤维的生产和作用录像。〔1〕展示收集物品；〔2〕思考、交流、讨论、总结、类推二氧化硅的性质；〔3〕学习二氧化硅的性质；〔4〕总结二氧化硅的用途。〔1〕二氧化硅是正四面体的空间网状结构，在自然界中有水晶、石英和沙等形式。〔2〕性质：坚硬难溶难熔固体，是酸性氧化物，但是它不溶于水，也不与水反响；常温下只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反响。高温下与氧化钙、纯碱、石灰石等反响。〔3〕用途：制石英玻璃、是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。运用结构分析推理性质的方法学习新知识，培养学生科学的学习方法；在学习中主动参与，锻炼能力。[问题思考][问题思考]1.你有没有发现实验室中，盛装碱液的试剂瓶的塞子是什么塞为什么不能用玻璃塞2．请画出碳原子和硅原子的原子结构示意图，比较两原子结构有何共同点碳单质金刚石和晶体硅的结构和性质有相似之处吗那么，CO2和SiO2呢据所学知识列表比较它们的性质；分析思考产生性质差异的根本原因是什么【提示】CO2SiO2物理性质无色无味气体，能溶于水。它的固体叫干冰。难溶、难熔的固体，硬度大，熔沸点高。化学性质是酸性氧化物：能与水反响、与碱反响、与碱性氧化物反响；与过氧化钠反响；与碳酸钠溶液反响；有水时能溶解碳酸钙；高温与碳反响等。是酸性氧化物，但不溶于水，不与水反响，常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反响；高温可与氧化钙、纯碱、碳酸钙碳单质反响。联系CO2+2H2O+Na2SiO3AUTOTEXT====Na2CO3+H4SiO4↓(酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3)本课总结：这节课我们主要学习了硅单质和二氧化硅的结构和性质及用途，通过学习，我们了解到硅及其化合物在社会开展和人类文明进步历程中充当了一个非常重要的角色，可以说目前全球信息的流通、电子工业的开展都离不开硅的；我们也相信随着科技的开展，它们还会为人类文明的进步发挥更多的作用，创造更多的奇迹。希望同学们努力学习，掌握更多的科学知识，开发、研究硅这古老而又年轻的元素在更多方面的应用。【板书设计】第一课时一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品〔传统材料〕和信息材料的介绍2．硅酸盐的结构：〔1〕硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。〔2〕氧化物形式书写的规律：①各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“•〞间隔。③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。3．Na2SiO3的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃〞，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。化学性质主要表现如下：〔1〕水溶液呈碱性〔用PH试纸测〕，通CO2有白色沉淀：Na2SiO3+CO2+2H2OAUTOTEXT====Na2CO3+H4SiO4↓〔原硅酸，白色胶状沉淀〕，离子方程式：SiO32－＋CO2+2H2O＝＝CO32－＋H4SiO4↓。原硅酸不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4AUTOTEXT====H2SiO3+H2O〔硅酸在方程式中可代替原硅酸书写。〕硅酸受热分解：H2SiO3H2O+SiO2，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3+2HClAUTOTEXT====2NaCl+H2SiO3↓，离子方程式：SiO32－＋2H+==H2SiO3↓.(3)硅酸和氢氧化钠反响：H2SiO3+2NaOHAUTOTEXT====Na2SiO3+2H2O.离子方程式：H2SiO3＋2OH－＝＝SiO32－＋2H2O。4．硅酸盐产品〔传统材料〕主要原料产品主要成分普通玻璃石英、纯碱、石灰石Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)普通水泥黏土、石灰石、少量石膏2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3陶瓷黏土、石英沙成分复杂主要是硅酸盐制玻璃的主要反响：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑.5．信息材料――光导纤维：主要成分是石英玻璃。主要用于：信息传递〔光缆〕、光的传递、医生的助手〔窥探镜〕、国防方面、工业生产中等等。6．分子筛：利用硅酸盐内部结构的空隙，可用于别离、提纯气体或液体混合物；还可以作枯燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。第二课时二、硅单质1．硅单质的结构：正四面体空间网状结构。与金刚石类似。2．性质：〔1〕物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。〔2〕化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反响。性质稳定。Si+2F2AUTOTEXT====SiF4〔气态〕,Si+4HFAUTOTEXT====SiF4+2H2,4e-Si+2NaOH+H2OAUTOTEXT====Na2SiO3+2H2↑,〔Si+2NaOH+4H2OAUTOTEXT====Na2SiO3+2H2↑+3H2O.〕4e-加热高温：Si+O2SiO2,Si+2Cl2SiCl4〔液态〕，Si+2H2SiH4〔气态〕3.硅的用途：〔1〕用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；〔2〕制造太阳能；〔3〕制造合金，如含硅4％〔质量分数〕的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。4．工业生产硅：制粗硅：SiO2+2CSi+2CO制纯硅：Si+2Cl2SiCl4(液态)SiCl4+2H2Si+4HCl三、二氧化硅的结构和性质：1．SiO2的结构：正四面体的空间网状结构。〔可以理解为在晶体硅的结构中两个硅原子中间插入一个氧原子。〕2．SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。3．SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂的固体。4．SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反响。SiO2+2F2AUTOTEXT====SiF4+O2,SiO2+4HFAUTOTEXT====SiF4+2H2O〔雕刻玻璃的反响),SiO2+2NaOHAUTOTEXT====Na2SiO3+H2O〔实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因〕.加热高温：SiO2+2CSi+2CO,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，SiO2+CaOCaSiO3.5．SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。传递信息的使者--光导纤维光导纤维又称导光纤维﹑光学纤维，是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维。它能将光的明暗﹑光点的明灭变化等信号从一端传送到另一端。光导纤维是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤维。它的根本类型是由实际起着导光作用的芯材和能将光能闭合于芯材之中的皮层构成。光导纤维有各种分类方法：按材料组成万分可分为玻璃﹑石英和塑料光导纤维；按形状和柔性分为可挠性和不可挠性光导纤维；按纤维结构分为皮芯型和自聚集型〔又称梯度型〕；按传递性分为传光和传象光导纤维；按传递光的波长分为可见光﹑红外线﹑紫外线﹑激光等光导纤维。众所周知，玻璃是一种宁折不挠的硬性材料，它既不耐冲击，又不能拗屈。但把玻璃抽成细丝后，它就会一反常态地变得柔软耐磨，可挠易弯，还具有不燃烧﹑耐腐蚀﹑隔热﹑吸音﹑强度大的特点。如经树脂涂层和印染处理，还可作为室内装饰用布。人们又发现，玻璃纤维的细度越细，那么柔韧性越好，合股线的强力也就越高。又由于玻璃的透光性能好，还有传递光能的作用，因此，从70年代起，人们就成功地将二氧化硅玻璃纤维用于光通讯技术。这是第一代光导纤维，它是用二氧化硅玻璃纤维做芯线，线外用甲基丙烯酸酯涂膜，以增强光导纤维的机械强度和防止光能散射。通讯的原理是用玻璃纤维接受光讯号﹑再传导给光调制器﹑并经光探测器和光接受机，通过接口件转换成电磁讯号。这种光导纤维的重量只有普通电缆的千分之一。而且这种通讯方法具有容量大﹑抗干扰性好﹑能量衰耗小等特点，但是，这种光导纤维的抽丝和对接难度大，推广应用困难。于是，1964年美国首先研制成功了第二代光导纤维，它采用合成材料做芯线〔如用重氢取代氢离子的聚甲基丙烯酸甲酯做芯线〕，外层涂料用聚乙烯或聚四氟乙烯。也有采用丙烯腈做芯线，用聚苯乙烯做涂料的光导纤维。这种光导纤维的芯线透射率高，涂层折射率低，光能损耗低于20dB，而且加工技术简单，可加工极细的光导纤维，目前应用的细度可达0.005mm以下，可方便地根据需要来加工导线的长度，这样可减少接头的损耗，而且柔软度优于玻璃纤维，便于推广使用。光导纤维一般以束﹑缆﹑板﹑管等形式使用。制造有机导光纤维的内芯和涂层材料很多，有的在聚甲基丙烯酸甲酯纤维上覆盖一层聚乙烯或其他不同折射率的材料〔如聚四氟乙烯〕，还有的采用聚丙烯腈树脂覆盖腈纶芯丝。在选择光导纤维的基材时，一般要求芯料的透光率高，而涂层材料要求折射率低，并且要求芯料和涂料的折射率相差越大越好。在热性能方面，要求两种材料的热膨胀系数相接近，假设相差较大，那么形成的光导纤维产生内应力，使透光率和纤维强度降低。另外，要求两种材料的软化点和高温下的粘度都要相接近，否那么，会导致芯料和涂层材料结合不均匀，将会影响到纤维的导光性能。影响光导纤维使用性能的因素很多，光导纤维的集光能力﹑透光性﹑分辨率和比照度是影响光导线传像能力的主要指标。数值孔径用于表示光导纤维集光能力的大小和接收光的多少，而数值孔径的大小直接与光导纤维芯料和涂层的折射率有关，芯料与涂层的折射率相差越大，那么集光能力就越强，光导纤维的透光性那么与所使用的材料﹑数值孔径及纤维的几何尺寸有关，并随着纤维长度的增加而很快地下降。图像的清晰程度是由分辨率决定的，而分辨率与光导纤维的直径成反比，因此光导纤维的直径尽可能地细。影响光导纤维比照度的因素主要有纤维的集光能力﹑透光能力﹑分辨能力和涂层的厚度。但涂层厚薄的程度宜适中，涂层厚度太厚会产生光的相互干扰，太薄那么会漏光。采用光导纤维进行通讯，不仅能节省大量的金属资源，而且使用寿命长，结构紧凑，体积小，性能比电缆好得多，具有容量大﹑抗干扰性好﹑能量衰耗小，传送距离远﹑重量轻﹑绝缘性能好﹑保密性强﹑本钱低等特点。就容量而言，是非常惊人的，一根直径只有千分之一毫米的光导纤维，可以同时传递32000对。如果采用激光通讯，一条光电缆能同时接通100亿条线路和1000万套电视通讯，可供全世界每人2部使用。而且光导纤维通讯的频率范围宽﹑传递的音质好，图像清晰﹑色彩逼真。同时，由于光导纤维通讯的光能频率高，具有极好的抗干扰性，特别是使用激光光源时更为突出，把抗干扰性又提高了一步。光能在光导纤维中屏蔽传导﹑不易泄露﹑不易被截获﹑具有良好地保密性。更不受空间各种频率电磁波的干扰，也不会受到风﹑雨﹑雷﹑电的影响，是真正的全天候式平安通讯技术。光导纤维的特性决定了其广阔的应用领域。由光导纤维制成的各种光导线﹑光导杆和光导纤维面板等，广泛地应用在工业﹑国防﹑交通﹑通讯﹑医学和宇航等领域。光导纤维最广泛的应用在通信领域，即光导纤维通信。自20世纪60年代以来，由于在光源和光纤方面取得了重大的突破，使光通信获得异常迅速的开展。作为光源的激光方向性强﹑频率高，是进行光通信的理想光源；光波频带宽，与电波通信相比，能提供更多的通信通路，可满足大容量通信系统的要求。因此，光纤通信与卫星通信一并成为通信领域里最活泼的两种通信方式。在医学上，光导纤维可以用于食道﹑直肠﹑膀胱﹑子宫﹑胃等深部探查内窥镜〔胃镜﹑血管镜等〕的光学元件和不必切开皮肉直接插入身体内部，切除癌瘤组织的外科手术激光刀，即由光导纤维将激光传递至手术部位。在照明和光能传送方面，利用光导纤维进短距离可以实现一个光源多点照明，光缆照明，可利用塑料光纤光缆传输太阳光作为水下﹑地下照明。由于光导纤维柔软易弯曲变形，可做成任何形状，以及耗电少﹑光质稳定﹑光泽柔和﹑色彩广泛，是未来的最正确灯具，如与太阳能的利用结合起来将成为最经济实用的光源。今后的高层建筑﹑礼堂﹑宾馆﹑医院﹑娱乐场所﹑甚至家庭依据都可直接使用光导纤维制成的天花板或墙壁，以及彩织光导纤维字画等，也可用于道路﹑公共设施的路灯﹑广场的照明和商店橱窗的广告。此外，还可用于易燃﹑易爆﹑潮湿和腐蚀性强的环境中不宜架设输电线及电气照明的地方作为平安光源。在国防军事上，光导纤维也有广泛的应用，可以用光导纤维来制成纤维光学潜望镜，装备在潜艇﹑坦克和飞机上，用于侦察复杂地形或深层屏蔽的敌情。在工业方面，可传输激光进行机械加工；制成各种传感器用于测量压力﹑温度﹑流量﹑位移﹑光泽﹑颜色﹑产品缺陷等；也可用于工厂自动化﹑办公自动化﹑机器内及机器间的信号传送﹑光电开关﹑光敏元件等。此外，还可用于火车站﹑机场﹑广场﹑证券交易场所等大型显示屏幕；短距离通讯和数据传输；将光电池纤维布与光导纤维布巧妙地结合在一起制成夜间放光的夜行衣，不仅为夜行人起照明作用，还可提高司机的观察视距，能够有效地减少交通事故的发生。光导纤维必将在通讯﹑国防﹑医疗﹑照明及各种技术传导的现有根底上出现新的突破，更广泛的普及应用于各个领域。光导纤维问世光导纤维提供了一个途径，光在具