什么是光導纖維?
就是一根塑料或者玻璃制成的“導線”,光線可以在里面傳播,就像電流可以在銅導線里傳播一樣。
光導纖維已經不算高科技了,甚至可以買到光纖做的玩具,如下圖:
光導纖維的原理:
使用通光率很高的材料制成,光線可以很容易地在光纖里面傳播。使用的材料的折射率也很高,這樣光線在到達其表面與空氣接觸的界面時,很容易發生“全反射”,跑不出去,因而可以一直沿著光纖傳播下去。
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如何自制光導纖維:
你需要一個塑料瓶子,底部切去,瓶蓋上鉆一個小圓孔。還需要一支手電筒。
瓶蓋的小孔里穿過一根透明的塑料軟管,可以使用一次性輸液器上的管子,但是好像略細,也可以在賣觀賞魚的地方買到管子。
水管與瓶蓋之間用萬能膠或玻璃膠密封,瓶子里裝滿水,水就順著塑料軟管流下去,這樣就制成了一根光導纖維!不信?用手電筒照射瓶子里的水,可以看到,光線順著軟管里的水流傳導了下去!
下圖是近景,可以看到手電筒的光通過軟管,在水桶里照射的亮點。
我們知道了光纖的原理以后,這個小實驗的原理就很好理解。塑料軟管里充滿了水,水的折射率與塑料差不多,但是比空氣要大得多。這樣水中的光線在軟管與空氣之間的界面處,就很容易發生全反射。光線“跑不出去”,就順著水流傳導了下去。
自制光纖更強大的版本:
需要的材料有:
水杯、塑料軟管、激光筆、透明膠帶、滴管。
制作方法:
塑料軟管一端用透明膠帶封死,然后用滴管把它注滿水。
這是一個耐心活啊,里面還不能有氣泡。
用激光照射軟管的一端,可以看到貼著透明膠帶的另外一端,有激光射了出來
彎曲塑料管,激光同樣能夠隨著彎曲,因為這是光導纖維嗎!
注意真正的光導纖維,在使用的過程中,其實要盡量避免大角度的彎曲的,因為如果彎曲角度比較大,里面的有些光線不能滿足全反射的條件,就會有一部分“泄露”出去。
這個科學小實驗非常形象生動地演示了光導纖維的原理,相信你親自動手試過以后,就不會再忘記了!
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光導纖維
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