《光纤的射线理论分析》

    五、说重点和难点     1.光在介质交界面产生全反射的条件，光纤传光原理     2.阶跃型光纤主要的一些特性参数     六、说教学程序     1.导入本课内容     利用幻灯片观看几张光纤传光的图片，以引起学生的兴趣，然后问，“那么光是怎么样才能在这么细小的光纤中向前传播的？”接下来还是自我回答，“就是应用初中学过的全反射”，引出本节课的内容提要。     2.本课内容     （1）复习光的反射、折射、和全反射     考虑到这些知识点对后续内容的重要性及学生的知识素质较差这两个情况，这几点内容稍加详细讲解。     首先给出一幅光的折射和反射图。讲解三个角的含义，并引导学生说出三个角间的关系式——反射定律和折射定律。     在了解了折射定律的情况下，问学生可不可能入射光线全部产生反射，提高学生用折射定律去思考这个问题。等学生回答后不马上给出答案，往下利用折射定律进行分析，最后得出可以产生全反射，但必须符合两个条件。     （2）讲授新课     应用光的全反射原理解释光能在光纤中传播的原因及传播方式，用图加深理解，并指明为什么纤芯折射n1要大于包层折射率n2     光纤主要特性参数是本课内容的一个重点，折射率差Δ这个参数，比较好理解。重点是数值也径NA和时延差τ。讲解数值孔径时，直接给出NA的物理意义，看图加深理解。图中两条光线，一条符合全反射能向前传播另一条不符合全反射原理不能身前传播。再根据折射定律，推导出NA与折射率间的关系；时延差指的是不同角度的入射光线在光纤中传播相同的长度L时，所用的时间不同。给出这个时延差的定义后，展示一张图片，不同角度的光线走过一段光纤，路程不同所用的时间不同。由于时延差的存在会造成信号的畸变。     （3）小结     板书，边回忆，边书写本课主要内容。以帮助学生巩固。     ●光的反射和折射     反射定律：θ1 =θ2     折射定律：     n1sinθ1 = n2sinθ2     ●光的全反射产生全反射的条件     n1 > n2     90°>θ1 >θc     ●阶跃型光纤中光射线分析     ▲阶跃型光纤中的光射线 a     子午线     斜射线     ▲阶跃型光纤主要特性参数     相对折射率指数差：Δ=（n12 — n22）/2 n12     数值孔径：NA = sinθmax = n1

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