直角三棱镜的折射原理

2025-03-0910:42:30常识分享0

如今,我们只需动动手指,便能享受网上冲浪、远距畅聊和全球资讯的便捷。这背后离不开关键的“幕后英雄”——光纤。它虽然看似纤细柔弱,但却蕴巨大的能量,将人类文明推向信息化时代。而光纤的发明者,来自的天才高锟,用智慧照亮了信息传输的道路,他的名字值得我们铭记。

天才的设想,开创了光纤传奇

在1966年,一个年轻的头脑展现了大胆的想法。这个33岁的华裔青年,名叫高锟,来自江苏省金山县(今上海市金山区)。他发表了一篇名为《光频率介质纤维表面波导》的论文,引起了广泛的关注和讨论。尽管初期遭到了质疑和嘲笑,但他坚信自己的构想具有无限潜力。

三年后,高锟回到香港中文大学任教,同时康宁公司对他的构想产生了浓厚兴趣。经过努力,他们成功研制出了一条1公里长、损耗为20分贝的光纤,这一成果验证了高锟的构想可行性。他并未止步于此,而是继续钻研,终于在1982年成功制造出可商用的光纤,为信息时代的到来奠定了坚实基础。

探索光纤传输原理

那么,光纤是如何实现信息传输的呢?这其中的原理与小小的直角等腰三棱镜息息相关。激光照射在棱镜直角边上时,会产生折射和反射现象。当激光以特定角度进入三棱镜时,会发生全反射,光路随之改变,实现了光的定向长距离传输。

光纤的构造原理与此相似。用细长的石英玻璃棒代替空气,外面套上一层掺杂的玻璃管。这样,在玻璃棒和玻璃管之间形成了一个介质界面,既能折射光,也能反射光。通过调节光的波长和入射角,使光在这个界面上只发生全反射,光就可以从玻璃棒的一头传送到另一头。再配以合适的涂覆层和保护层,就形成了我们常见的光纤和光缆。

光纤的特性与优势

看似复杂的光纤,其实价格非常亲民。制造光纤的原材料二氧化硅是地球上储量最多的固体物质,从沙子中提炼即可。光纤的直径很小,通常在4微米至50微米之间。无论是用于俄罗斯无人机的单模光纤,还是民用领域的多模光纤,价格都十分低廉。

光纤在信息传输方面有着显著的优势。它传输信息的容量极大,信号衰减极小,无需中继即可传输很远的距离。海底光缆的出现,更是实现了跨国跨洲的稳定信息传输。光纤还具有抗电磁干扰和抗的特性,相比之下,无线电传输显得逊色许多。

2009年,高锟因对光纤的卓越贡献而荣获物理学奖。这一成就让全世界都看到了他的光辉,他的功绩无可否认。免责声明:本文描述的过程和图片均来源于网络。本文旨在传递社会正能量,并无不良引导。如涉及版权或人物侵权问题,请及时与我们联系,我们将第一时间删除或作出更改。存疑部分经核实后,我们会立即进行删除或更改。