鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 光导纤维及其应用优秀导学案

4.4光导纤维及其应用

【学习目标】

1.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用.

2.知道全反射棱镜的原理．

【课上探究】                     

知识点1：光导纤维的工作原理

思考与交流

1、光在同种介质中沿着直线传播，为什么可以在弯曲的玻璃纤维中传输？

2、光导纤维的工作原理是什么？

总结与提升

光导纤维的工作原理是利用玻璃纤维的全反射原理。

由于包层的折射率比芯线折射率小，这样进入芯线的光线在芯线与包层的界面上作多次全反射而曲折前进，不会透过界面，仿佛光线被包层紧紧地封闭在芯线内，使光线只能沿着芯线传送，就好象自来水只能在水管里流动一样。

练习与拓展

例1　光导纤维的结构如图所示，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(　　)

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

知识点2：光纤通信

思考与交流

1、光纤通信的原理是什么？

2、光纤通信的优点有哪些？

总结与提升

1、光纤通信其实主要是光的全反射的原理，先将传送信号转换为光信号，通过光纤传输给接收端，再将光信号还原为原信息

2.光纤通信优点：传输频宽带、损失消耗较少。

练习与拓展

例2关于光纤通信，下列说法正确的是（               ）

A、能量损耗小

B、抗电磁干扰能力弱

C、保密性好

D、传输容量大

【巩固训练】

1.光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为(　　)

A．　　　　　　 B．

C． D．

2.光纤通信利用了光的什么原理（    ）

A、全反射

B、折射

C、干涉

D、衍射

3．关于光纤的说法，正确的是(　　)

A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大

B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小

C．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的

D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能传导光的

4． 15．关于光的全反射和光纤的应用，下列说法正确的是（       ）

A．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小

B．光纤通信是光导纤维的唯一应用

C．光导纤维的工作原理是光的全反射

D. 用光导纤维束传送图象信息，这是利用光的衍射现象

5．下列说法不正确的的是(   )

A．“隔墙有耳”是声波的衍射现象

B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象

C．光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

D．内窥镜是利用光的全射原理制成的一种医疗设备

6. 图示4为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.

(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；

(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．

图4

参考答案：

例1A 

例2ACD

巩固训练

1.D

2.A

3.C

4.C

5.B

6.(1)

(2)