第二节《光的反射》教案拓展知识背景(北师大版初二上)光纤通信

第二节《光的反射》教案拓展知识背景（北师大版初

二上）光纤通信

1870 年，英国物理学家廷德尔在实验中观看到，把光照耀到盛水的容器内，从出水口 向外倒水时， 光线也沿着水流传播， 显现弯曲现象， 这看起来不符合光只能直线传播的定律。 实际上， 这时刻仍是沿直线传播， 只只是在水流中显现了光反射现象， 因而光是以折线方式 前进的。

简单地讲， 光纤通信也确实是运用光反射原理， 把光的全反射限制在光纤内部， 用光的 信号取代传统通信方式中的电信号。

廷德尔观看到的现象，直至 1955 年才得到实际应用。当时英国伦敦英国学院工作的卡 帕尼博

士， 发明了用极细的玻璃制作光导纤维。 每根细如丝的光导纤维是用两种对光的折射 率不同的玻璃制成， 一种形成中央中心束线， 另一种包在心束线不处形成包层。 由于两种玻 璃在光学性质上的差不，光线经一定角度从光导纤维的一端射入后，可不能从纤维壁逸出， 而是沿两层玻璃的界面连续反射前进， 从另一端射出。 最初， 这种光导纤维只是应用在医学 上，用来改进内窥镜。当时使因而应用范畴受到限制。

1960 年，在英国标准通信公司实验室工作的英籍华裔科学家高昆博士和霍克姆博士提 出：只要去除玻璃中的杂质， 使其对光的吸引减到最小， 就能够利用光导纤维进行远距离光 信息传输。并提出做光通信的光导纤维的衰减率须小于每公里 20 分贝。

1970 年，美国柯林玻璃公司研制出第一根光损耗为每公里

开了光导纤维应用于光通信的序幕。 柯林公司经多年努力，

纯、专门平均的玻璃纤维，使进入光纤的光信号，在强度减半前

可行进 10 多公里。

光导纤维的制造技术在迅速进展， 光纤的光衰减率逐年降低。 到 1979年，1.5 微米波长 的最低光损耗率可达每公里 0.2 分贝。有了如此高质量的光导体，就能够减少对价格昂贵的 增幅器的需求。 光纤通信与目前通用的电气通信相比有许多优越之处。 光纤通信的通信容量 比电气通信 100 倍，一根比头发丝还细的光纤可传输几万路电话或几千路电视。

制造光导纤 维的原那么 是地球上取之不尽的石英，只要几克石英就能制出一公里长的光纤。因而用光 纤代替一般金属导线能够节约大量宝贵的有色金属铜和铅。光纤的重量专门轻， 8 根光纤做 成的光缆，每公里仅重约 60 公斤，而同样数量的一般电缆那么有 4 吨重。光导纤维的传输 损耗低，因此中继站距离长。一样同轴电缆，每隔 1.5 公里就要设一个中继站；而光纤通信 的中继站，距离可超出 10 公里。这就意味着采纳光纤通信系统的投资可大大降低。另外， 光纤通信还具有抗干扰、无污染、保密性等优点。

光纤通信确是一种理想的通信手段。自 1977 年 5 月，美国电报电话公司在芝加哥市内 两个电

话局间开通了世界上第一条光纤通信线路以来， 世界上已有专门多国家开始及进展光 纤通信，美、日、英、法等 8车已宣布， 今后铺设长途通信干线不再使用电缆而改用光缆了。

中国的光纤通信事业起步虽晚， 但进展专门快。 自 1978 年， 在上海铺设了第一条长 1.8 公

20分贝的低损耗光导纤维拉 利用先进的技术， 已能制出专门

里可传送120 路电话的光纤通信线路后，专门多大都市也积极地这项工程建设。目前，中国最长的一条大容量光缆干线通信工程在京、津、济、宁之间建成，这条干线全长1484 公里，可容纳12 000 条话路，并实现与泸宁和东南沿海光缆通信工程连接，大大改善中国东部沿海地区的通信条件。