光导纤维

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光导纤维范文第1篇

关键词：高中物理；科学探究；全反射；临界角

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0100-02

新课改已将“科学探究”列入了课程标准。科学探究是学生积极主动地获取物理知识、认识和解决物理问题的重要实践活动，其目的是让学生通过亲身经历和体验与科学工作者科学探究的相似过程，掌握物理知识与实验技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家科学探究的方法，领悟科学的本质、思想和精神，挖掘个体智力的潜能，培养实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。

《普通高中物理课程标准（实验）》从七个方面提出了学习要求和达成目标。这七个要素分别是：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。在教学中，把科学探究作为教学方法，如何实施，具体的教学策略是什么，值得我们深入研究。下面以高中物理《全反射与光导纤维》教学为例，把在高中物理教学中如何具体实施科学探究式教学做简要分析。

一、创设情境，提出问题

教师：同学们见过海市蜃楼吗？海市蜃楼是怎样形成的？（播放海市蜃楼的视频）再请同学们看一个奇怪的现象，实验演示：拿一个底部带有小孔的盛水玻璃杯，让激光笔在底部小孔处发出光，可看见光居然沿着弯曲的水柱传出。

这两种现象都与全反射现象有关。我们今天就来学习第四章第六节全反射与光导纤维。

另外，教师根据科学探究的具体实际编写一份导学案提前一天发给学生，并且把全班同学分成若干学习小组，选出组长。

二、进行试验，收集数据，并进行初步论证

1.实验探究：探究光的全反射现象

提供器材：半圆形玻璃砖，装一半水的玻璃烧瓶，烧瓶内水面上方充满烟雾，用木塞封住烧瓶口，激光笔若干。

实验：用激光笔发出的光从烧瓶底部（玻璃）进入空气时的折射情况。

请仔细观察：

（1）当入射角增大时，折射角如何变化？

（2）反射光和折射光的强度如何变化？

（3）有没有看到折射光线紧贴水面（沿玻璃砖直边传播），即折射角等于90°的情况？此时，再增大入射角，你看到什么现象？

（安排10min左右的时间，学生进行探究，教师巡回指导）

2.交流：

先让学生交流一下，再以小组为单位汇报观察情况。学生汇报，教师要引导并帮助归纳，达到共识：

（1）光在水和空气（玻璃）界面先是既有反射又有折射

（2）入射角增加时折射角随着增加，这个过程中反射光强度增大而折射光变暗

（3）出现折射角为90°的情况但不明显，再增加入射角时，就只有反射光了。

教师：各位同学，你们刚才看到的折射光完全消失，只剩反射光，这叫做全反射。

三、设计并进行实验

教师：请思考一个问题：根据在刚才的探究过程中观察到的情况，你认为全反射现象的产生有什么条件？假如光从空气射入水，会不会发生全反射现象？用实验来验证你的结论。（给学生5min时间进行讨论和实验探究）

师生一起归纳、小结，达到以下共识：

1.必须是光从光密介质射向光疏介质；

2.入射角要大于某一个数值。

入射角要大于某个值，这是个什么概念呢？原来，从我们做的探究中可以看出，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°，这时的入射角叫做临界角。

现在，我们就将光产生全反射现象的条件完整地叙述为：当光线从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射现象。（板书）

四、分析论证，得出结论

要讨论全反射现象，知道临界角的数值显然很重要，怎样确定临界角呢？

我们来论证一个简单的情况——光从折射率为n的光密介质进入折射率为1的空气（或真空），请根据光的折射定律，推导临界角的计算公式。

学生独立推导，教师巡回指导。

通过汇报，得到临界角的计算公式：C=arcsin■

五、实践与拓展：

1.水或玻璃中的气泡，从侧面看起来为何特别明亮？（投影题目，让学生讨论，回答结果）

强调要阐述清楚两点：（1）光的全反射发生在什么地方？光线的走向如何？（2）因为是全反射，光的能量几乎没有损失。

2、假如有光线射入石英玻璃做的直角三棱镜（叫做全反射棱镜），光路的进行情况如何？

（投影题目，学生讨论，汇报结果）

每个实验桌上都有直角三棱镜和激光笔，同学们可以通过实验验证一下上述结论是否正确。（学生做实验验证）

全反射现象在实际生活中有不少应用。大家有没有注意到如自行车的尾灯，当晚上有光线照射上去时，它变得十分明亮醒目。它的剖面图如图所示，它其实就是一组角锥棱镜，由于全反射，它能够把入射光线充分反射回来。

3.海市蜃楼的解释 （答略）

4.已知石英玻璃的折射率是1.46，光从它射入空气时的临界角是多少？

（投影题目，学生用计算器计算，得出结果是43°）

六、教学反思

本课的关键在于实验探究，教师事先要强调使用小激光灯的安全问题，以免照射伤害到学生的眼睛。通过 “全反射的探究实验”，使学生了解：全反射现象，全反射的条件。学生的观察、分析、讨论和解决问题能力得到了锻炼和提高。

光导纤维范文第2篇

关键词：卫星导航 系统定位 用途 发展

中图分类号：P228 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0016-02

1 卫星定位系统的分类

世界上现有的卫星定位导航系统有美国的GPS全球定位系统，俄罗斯的GLONASS全球导航卫星系统、欧洲GALILEO全球卫星导航系统、中国的北斗系统以及全球导航卫星系统GNSS。

2 “北斗”卫星导航系统

随着时代的不断进步和发展，我国独立建设，自主研发出北斗卫星定位系统，是继俄罗斯的GLONASS、美国的GPS之后的第三个相对成熟的卫星定位系统。该系统一般在频率达到2491.75 MHz的时候进行工作，可以为用户提供高精度、全天候的即时定位服务，它的精确度和GPS相当。

2.1 系统组成

系统是由地面段、空间段和用户段三个部分组成。

系统空间段是由30颗非静止轨道卫星和5颗GEO卫星组成。地球静止的轨道卫星分别在东经160°、140°、110.5°、80°和58.75°。非静止的轨道卫星是由3颗IGSO卫星和27颗MEO卫星组成。

地面段由不同监测站、注入站和主控站组成。监测站负责接受卫星信号，并且及时发送给主控站，对卫星进行跟踪、监测，为轨道卫星提供观测资料。注入站的任务是由主控站统一调度，完成导航信息的注入，卫星导航电文和有效负荷的管理控制。主控站是的任务是收集监测站所观测到的数据，并将数据进行处理，生成导航电文，完成任务所需的调度与规划，实现系统的控制运行管理等。

用户段是由不同的北斗卫星终端组成。北斗用户机兼具GALILEO、GLONASS、GPS的功能。

2.2 性能指标和服务类型

北斗系统提供授权和开放服务，开放服务就是面向全球，授时精度20 ns、定位精度10 m、测速精度0.2 m/s；授权服务是包括全球范围内的高性能导航定位服务，为我国及周边用户提供广泛的区域差分服务，定位精度达到1 m，短报文的通信能力达到每次120个字。

3 北斗导航定位系统的工作过程

（1）首先由中心控制系统向两颗卫星同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的户广播。

（2）用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转回中心控制系统。

（3）中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。

（4）对定位申请，中心控制系统测出两个时间延迟：即从中心控制系统发出询问信号经某一颗卫星转发到达用户，用户发出定位响应信号，经同一颗卫星转发回中心控制统的延迟；和从中心控制发出询问信号，经上述同一卫星到达用户，用户发出响应信号，经另一颗卫星转发回中心控制系统的延迟。

（5）由于中心控制系统和两颗卫星的位置均是已知的，因此由上面两个延迟量可以算用户到第一颗卫星的距离，以及用户到两颗卫星距离之和，从而知道用户处于一个以第一颗卫星为球心的一个球面，和以两颗卫星为焦点的椭球面之间的交线上。

（6）另外中心控制系统从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，又可知道用户处于某一与地球基准椭球面平行的椭球面上。从而中心控制系统可最终计算出用所在点的三维坐标，这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

4 北斗系统的应用

北斗系统的试验投入应用，确立了中国卫星导航系统在国际领域的地位，结束了我国长期依赖外国系统的历史。长期以来，我国的卫星导航系统应用缺乏国家政策的有力支持，被国外技术垄断，通信网络、交通运输、金融系统、电力调度等基础重要设施过分依赖GPS，造成巨大风险和诸多严重后果。北斗卫星系统的建成，打破了国外技术垄断与封锁，中国继美国、俄罗斯之后成为第三个拥有导航卫星系统自主的国家。

4.1 北斗系统应用在汶川地震

目前，北斗导航已成功应用于水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等领域，牵引促进了电子、通信、机械制造、地理信息等相关产业和信息服务业的发展，产生了显著的经济效益和社会效益。

短报文的通信功能可以在第一时间实施指挥调度。汶川地震发生的时候，所有灾区的手机通信功能都已经遭到破坏，所有光缆电缆被截断，全部的通信设备都被中断。就在这样的情况下，我国自主研发的北斗卫星导航系统为指挥部和一线灾区建立起实时通道，在医疗、搜救等过程中发挥重要作用。在本次救援行动中，由于北斗系统自身的覆盖范围广、定位报告快等许多优势都充分发挥了作用，成为一线救援人员和救援指挥部最有力的助手。

4.2 国防应用

北斗卫星导航定位系统自开始运营以来，在抢险救灾、反恐维稳、部队的军事训练等各个方面都得到了广泛的应用，而且具有显著的成效。边防部队在积极拓展北斗卫星系统的各项功能，实现了应急实时监控和边防执勤的动态管理，为边防执勤开拓了新的局面。北斗系统的巨大潜能和特殊优势，不仅完成了各项军事任务，还在推动解放信息化建设。北斗导航定位系统的军事功能与GPS类似，如飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹激动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人与搜救，水上排雷定位等。这项功能在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备该导航定位系统，除可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过该系统掌握部队位置，并传递相关命令，有助于任务的执行。

4.3 农田监测

中国很多地区，特别是西北地区那里一直存在落后的耕作技术、干旱缺水的现象。农业是新疆主要的生产产业，最宝贵的就是水资源，落实精准施肥、精准灌溉等农业技术，对采集数据北斗系统定位技术有很大的需求。2004年，北斗定位系统被新疆生产兵团用于农田墒情采集数据，综合利用远程技术采集数据、定位系统通信技术、卫星遥控技术和地理信息技术，实现了地理位置和温湿度的实时监测，综合分析旱情，为地理位置和土地墒情提供了先进全面的解决方法，并结合滴灌系统，对土地进行灌溉指导。图1就是北斗定位系统应用于农田墒情数据采集。

4.4 自动测报气象

为了解决无人区和高寒地区的气象数据的监测和传输，相关部门结合数字报文应用实验，研制出气象测报型北斗系统终端设备，并设计出相应的系统解决方案，解决了国家气象中心和各大气象局可视化的气象站地图显示功能，同时此设备还被应用于人工影响天气的作业领域，取得显著成效。随着北斗导航定位系统的运行建设，导航卫星将更广泛的被应用。

5 结语

定位与导航技术设计自动控制、计算机、微电子学、光学、力学及数学等多学科的高新技术，是实现飞行器特别是行提起飞行任务的关键技术，也是武器精确制导的核心技术，这是对于提高航空器、航天器以及武器装备的机动性、反应速度和远程精确打击能力具有重要意义。

目前，我国正在实施的北斗卫星导航系统建设，根据系统建设总体规划，2012年，系统首先覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力；2020年，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

参考文献

[1] 边少峰，李文魁.卫星导航系统概论[M].北京：电子工业出版社，2005.

[2] 徐绍铨，张海华，杨志强，等.GPS测量原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，2008.

光导纤维范文第3篇

【关键词】 泪道激光;甲基纤维素;泪道狭窄阻塞;探通

泪道阻塞是眼科常见多发病，目前治疗方法很多，但因疗效不佳，治疗时间长，复发等因素不受患者欢迎，临床上一直在寻求一种比较理想的，对泪道阻塞患者更为有效的治疗方法，我科从1999年5月开始，采用泪道激光探通灌注甲基纤维素对46例72眼泪道狭窄、阻塞患者进行治疗，经临床随访观察6～12个月，取得良好效果，现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 在主诉有溢泪病史患者，冲洗泪道不畅，无脓液或黏液反流，随机抽样泪道狭窄、阻塞患者92例140眼，其中男65眼，女75眼，年龄25～80岁，平均58岁。病程2～10个月，随机分成两组，即用激光探通灌注甲基纤维素治疗组72眼和单纯泪道探通组68眼，两组临床表现均有可比性。

1.2 设备及使用方法

1.2.1 设备 (1)国产带导光纤维的Nd：YAG泪道激光治疗机，波长1.064 μm，脉冲频率0～50 Hz连续可调，能量输出0～300 mJ可调。(2)泪点扩张器。(3)特制9号空芯探针。

1.2.2 方法 (1)患者端坐或仰卧，常规消毒，0.5%丁卡因滴术眼2～3次，每次1～2滴，滑车神经阻滞麻醉，麻黄素丁卡因棉片植入术侧下鼻道作收缩鼻甲和鼻黏膜麻醉。(2)用5 ml一次性注射器，4号自制冲洗针头，经下泪小管常规用庆大霉素加利多卡因混合液行泪道冲洗和麻醉泪道(若泪点狭窄或阻塞则用泪点扩张器扩张)，将特制空芯泪道探针从泪小点按泪道探通方式插入泪囊，抵达阻塞处，以10～15 W功率对阻塞处作1～3次击射，阻塞段长或阻塞处瘢痕坚固者可多增加击射次数，注入生理盐水，若鼻腔有水表示激光或插管治疗成功，在退出泪道探针时，一边退针一边灌注甲基纤维素。嘱患者不要挤压泪囊区皮肤。(3)科恒眼药水滴眼，每日4～5次，用1%呋喃西林麻黄素滴鼻液滴术侧鼻腔，每日3次。4～5天后再冲洗灌注甲基纤维素，如下通7天后继续冲洗随访6～12个月。

1.3 疗效评定标准 治愈：随访期间，溢泪症状消失，泪道冲洗畅通。显效：溢泪症状明显改善，泪道冲洗不十分通畅。有效：溢泪症状有改善，泪道冲洗不畅。无效：溢泪症状无改善，泪道冲洗不通。

1.4 结果 两组治疗前所致溢泪的原因主要有泪点、泪小管、泪总管及鼻泪管，所占比例及疗效分别见表1、表2。表1 泪道狭窄或阻塞部位比例 表2 治疗方法不同的疗效对比 (眼)

2 讨论

泪道阻塞或狭窄是眼科常见病、多发病，主要症状是溢泪，溢泪给患者日常生活带来不便，而且影响美观。因此，眼科同道都在寻求一种安全、有效、经济的治疗方法。我科采用泪道探通灌注甲基纤维素治疗泪道阻塞或狭窄，取得满意疗效，是一种较理想的方法。

单纯泪道探通治疗泪道阻塞或狭窄疗效不佳，而且易复发，主要原因泪道探通后泪道无支撑物[1]。我科采用甲基纤维素灌注疗法，解决了上述问题，国产甲基纤维素无色无味。具有很好的黏弹性，利用甲基纤维素良好的黏弹性，延长了在泪道的留滞时间，不但起到支撑泪道作用，而且保护创面，促进修复受损的泪道上皮组织，减少了瘢痕的形成，且具有防止黏连的作用[2]。

泪道激光再通术效果好，损伤小，价格低，操作简单。泪道探通灌注甲基纤维素，患者需住院，且痛苦小，患者易接受，治愈率明显优于对照组，有推广使用价值。

参考文献

光导纤维范文第4篇

1、光导纤维的结构：由纤芯和包层构成的同心玻璃体，呈柱状，在石英系光纤中纤芯是由高纯度二氧化硅即石英玻璃和少量掺杂剂如五氧化二磷和二氧化锗构成的，掺杂剂用来提高纤芯的折射率。纤芯的直径一般为2~50μm；

2、光导纤维特点有优有劣。

优点：传输频带宽，速率高；传输损耗低，传输距离远；抗雷电和电磁的干扰性好；保密性好，不易被窃听或截获数据；传输的误码率很低，可靠性高；体积小、重量轻；

光导纤维范文第5篇

1807-1903年

――大肠内镜渐趋完善

虽说公元前就有“直肠诊视器”的描述,但内镜的真正发展起源于近代。1807年,德国人Bozzini制造了一种以蜡烛为光源的用于观察膀胱与直肠内部的器械,由一花瓶状光源、蜡烛和一系列镜片组成,他将其称为“LICHTLEITER”,法国外科医生Desormeaux第一次将其运用于人体。1895年,美国人Kelly成功研制了带有闭孔器的金属管式直肠乙状结肠镜,镜管延长至35厘米,采用电灯额镜反射光源技术。1899年Pennington研制了可使肠腔充气扩张的乙状结肠镜,可更清晰地观察肠腔。在此基础上,1903年德国人Strauss将电光移至腔内照明,进一步改进制成现代沿用的硬式直肠、乙状结肠镜。

至此,大肠内镜趋于完善并有其较高的临床实用价值。

1957-1963年

――光导纤维内镜“出世”

1957年,美国人Hirschowitz和他的研究组制成了世界上第一个用于检查胃、十二指肠的光导纤维内镜,并在美国胃镜学会上作了展示,使内镜跃进到可曲纤维光学内镜的新时代。1963年美国人Turell首先报道了纤维结肠镜的样机,同年日本、德国的科学家也研制成功不同类型的可供临床应用的纤维结肠镜。现代的各型纤维内窥镜均可拍摄彩色照片,刷取细胞,进行活组织钳取,做细胞学检查或组织病理学检验。为了教学和会诊的需要,可将教学镜安装在目镜或监视器上,供多人同时观察。

1983年

――电子内镜诞生,百年内镜史的新篇章

1983年,美国Welch Allyn公司研制并应用微型图像传感器(CCD)代替了内镜的光导纤维,宣告了电子内镜的诞生,这是内镜发展史上另一次历史性的突破。电子内镜比普通光导纤维内镜的图像清晰,色泽逼真,分辨率更高,而且可供多人同时观看。随着电子结肠镜的推出及临床插镜技术的不断提高,单人操作就可以完成整个操作过程大大地推动了内镜的发展,开创了内镜诊断和治疗的历史新篇章。

1977-2000年

――“胶囊内镜”震惊世界