(共18张PPT)
学习力/ 思考力/ 创造力 / 专注力/想象力/自信力
Science
Technology
Engineering
Mathematics
光导纤维
他们在干什么呢?
它就是能够传到光和信息的光导纤维,是生活中必不可少的工具哦。
光导纤维有什么特点?
光导纤维是怎样传输信息的?
关于光导纤维,你有什么问题?
光纤之父
早在1966年,香港中文大学前校长高锟教授就在一篇论文中首次提出用玻璃纤维作为光波导用于通讯的理论,这个理论引起了世界通信技术的一次革命,随着第一个光纤系统于1981年成功问世,高锟“光纤之父”美誉传遍世界。
传递光信号的原理:利用光的全反射现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向光疏介质,且入射角等于或大于临界角。
光导纤维的发明背景
早在古代就有利用光传递信息的记录。我国的周朝,就曾经用“烽燧”来传递敌人入侵的信息,距今已三千余年。航行中利用旗语和灯光传递信息,也有几百年了。1880年发明电话的贝尔就曾经进行过光通信的实验。
然而光通信真正成为现实,还是近三十多年的事情,是在激光器出现之后。电缆通信和无线电通信已显示出许多不足,采用光学方法代替电学方法传递信息才成为当务之急,于是,以光导纤维(简称光纤)为核心的光纤通信技术就应运而生。
光导纤维是什么?
光纤通信是现代信息传输的重要方法之一。它的特点是:容量大,保密特性好,抗干扰性能强,中继距离大,节省铜材等。
光纤一般是由同心圆柱形的双层透明介质,主要是石英玻璃之类的介质组成,石英玻璃实际上就是二氧化硅。介质的内层叫纤芯,外层叫包层,纤芯的折射率高于包层,光纤拉成细丝,其直径约为数微米,包层直径为125微米。多根光纤组成光缆,结构与电缆差不多,其制造方法和环境要求也与电缆类似。
你想不想试一试呢?
制作光导纤维:器材说明
爱牛配套器材:1黑色塑料瓶、2软塑料管 、3灯、4保鲜膜、5光导纤维、6胶带。
自备器材: 水、盆。
3
1
5
2
4
6
制作光导纤维:制作步骤
1.将光导纤维插入软塑料管,并在管中灌入水。
制作光导纤维:操作步骤
2.用保鲜膜封住两端管口,并用胶带纸固定。
制作光导纤维:操作步骤
3.取出绝缘片,使灯泡发光。
制作光导纤维:操作步骤
4.选择黑暗的环境中,取出光导纤维,一端顶着光源,观察管的传播路径。
5.将光导纤维放入盛水的盆中继续观察。
制作光导纤维:操作步骤
拓展:将灯泡放入黑色塑料瓶,在黑色塑料瓶中注入水,继续观察从底部小孔流出的水柱。
改进我的项目
项目名称:
科学原理:
所需材料:
改进之处
设计草图:
配套器材:
黑色塑料瓶、软塑料管 、灯、保鲜膜、光导纤维、胶带。
自备器材:水、盆。
身边的科学现象、有趣的科学实验
前沿的科学主题、经典的科学原理
精巧的科学创作、古老的科学技术《光导纤维》教学设计
问题与聚焦:
1.初步了解光导纤维的发展历史,学习光导纤维的基本原理。
2.制作一个光导纤维,提高孩子们的动手能力。
3.通过讨论和交流,提高孩子们的问题意识,激发探索光学的兴趣。
分析与设计:
怎样用塑料管来制造一根光导纤维,再做成一组。
材料与工具:
配套器材:灯、黑色塑料瓶、软塑料管、保鲜膜、光导纤维
自备器材:水、盆
制作与优化:
一、谈话导入
1.我们都知道光在同种介质中沿直线传播,你见过光走弯路传播的吗?学生自由发言,适时引出课题《光导纤维》。
2.出示多种光导纤维的图片,激发学生探究光导纤维的兴趣。
二、了解光导纤维
1.提问:关于光导纤维,你有什么问题?
学生自由发言,教师不必作过多的解答。
2.组织学生学习光导纤维的发展历史。并了解光导纤维在多个领域中重要的作用。
3.提问:现在,你有什么想法?
学生自由发言,引出制作光导纤维的活动
三、制作和使用光导纤维
1.在制作光导纤维之前,一定要让学生进行充分思考和讨论,提出自己有关光导纤维的问题和想法。
2.设计一个光导纤维:
(1)学生光导纤维制作图纸设计;
(2)学生光导纤维图纸展示和讨论,弥补设计缺陷;
(3)学生商讨制作过程及注意点;
(4)教师小结制作过程及注意点:
将光导纤维插入软塑料管,并在管中灌入水。
用保鲜膜封住两端管口,并用胶带纸固定。
打开灯时要旋开灯座,取出绝缘片,使灯泡发光。
选择黑暗的环境中,取出光导纤维,一端顶着光源,观察管的传播路径。
将光导纤维放入盛水的盆中继续观察。
展示与交流
实践使用光导纤维,记录光的传播特征,并进行展示和交流。
拓展:试一试光在水流中是如何传播的:在塑料瓶侧面孔中插入灯,瓶中装水,打开灯,让瓶中水流出,观察光的传播。
拓展与应用:
1.运用今天所学知识,改进设计我的光导纤维,设计要求如下:
项目名称:
科学原理:
所需材料:
改进之处:
设计草图:
2.学生进行书面设计,教师巡回指导。
3.部分学生设计图纸展示。