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光導纖維的發明和使用

 

 

1870年的一天,英國物理學家丁達爾到皇家學會的演講廳講光的全反射原理,他做了一個簡單的實驗:在裝滿水的木桶上鉆個孔,然后

 

用燈從桶上邊把水照亮。結果使觀眾們大吃一驚。人們看到,放光的水從水桶的小孔里流了出來,水流彎曲,光線也跟著彎曲,光居然

 

被彎彎曲曲的水俘獲了。人們曾經發現,光能沿著從酒桶中噴出的細酒流傳輸;人們還發現,光能順著彎曲的玻璃棒光纖前進。

 

這是為什么呢?難道光線不再直進了嗎?這些現象引起了丁達爾的注意,經過他的研究,發現這是全反射的作用,即光從水中射向空氣

 

,當入射角大于某一角度時,折射光線消失,全部光線都反射回水中。表面上看,光好像在水流中彎曲前進。實際上,在彎曲的水流里

 

,光仍沿直線傳播,只不過在內表面上發生了多次全反射,光線經過多次全反射向前傳播。后來人們造出一種透明度很高、粗細像蜘蛛

 

絲一樣的玻璃絲──玻璃纖維,當光線以合適的角度射入玻璃纖維時,光就沿著彎彎曲曲的玻璃纖維前進。由于這種纖維能夠用來傳輸

 

光線,所以稱它為光導纖維。光導纖維可以用在通信技術里。1979年9月,一條3.3公里的120路光纜通信系統在北京建成,幾年后上海

 

、天津、武漢等地也相繼鋪設了光纜線路,利用光導纖維進行通信。利用光導纖維進行的通信叫光纖通信。一對金屬電話線至多只能同

 

時傳送一千多路電話,而根據理論計算,一對細如蛛絲的光導纖維可以同時通一百億路電話!鋪設1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅

 

,改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英,幾乎是取之不盡的。另外,利用光導纖維制成的內窺鏡,可以幫助醫生

 

檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。光導纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管,它有輸送光線、傳導圖像的本領,又有柔軟、靈活

 

,可以任意彎曲等優點,可以通過食道插入胃里。光導纖維把胃里的圖像傳出來,醫生就可以窺見胃里的情形,然后根據情況進行診斷

 

和治療。就在剛剛公布的2009年度諾貝爾物理學獎獲得者中,有“光纖之父”的華裔科學家高錕,憑借在光纖領域的卓著研究而獲得此

 

殊榮。

 

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