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光導纖維范文第1篇

關鍵詞：高中物理；科學探究；全反射；臨界角

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】1671-8437（2012）02-0100-02

新課改已將“科學探究”列入了課程標準。科學探究是學生積極主動地獲取物理知識、認識和解決物理問題的重要實踐活動，其目的是讓學生通過親身經歷和體驗與科學工作者科學探究的相似過程，掌握物理知識與實驗技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家科學探究的方法，領悟科學的本質、思想和精神，挖掘個體智力的潛能，培養實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。

《普通高中物理課程標準（實驗）》從七個方面提出了學習要求和達成目標。這七個要素分別是：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。在教學中，把科學探究作為教學方法，如何實施，具體的教學策略是什么，值得我們深入研究。下面以高中物理《全反射與光導纖維》教學為例，把在高中物理教學中如何具體實施科學探究式教學做簡要分析。

一、創設情境，提出問題

教師：同學們見過海市蜃樓嗎？海市蜃樓是怎樣形成的？（播放海市蜃樓的視頻）再請同學們看一個奇怪的現象，實驗演示：拿一個底部帶有小孔的盛水玻璃杯，讓激光筆在底部小孔處發出光，可看見光居然沿著彎曲的水柱傳出。

這兩種現象都與全反射現象有關。我們今天就來學習第四章第六節全反射與光導纖維。

另外，教師根據科學探究的具體實際編寫一份導學案提前一天發給學生，并且把全班同學分成若干學習小組，選出組長。

二、進行試驗，收集數據，并進行初步論證

1.實驗探究：探究光的全反射現象

提供器材：半圓形玻璃磚，裝一半水的玻璃燒瓶，燒瓶內水面上方充滿煙霧，用木塞封住燒瓶口，激光筆若干。

實驗：用激光筆發出的光從燒瓶底部（玻璃）進入空氣時的折射情況。

請仔細觀察：

（1）當入射角增大時，折射角如何變化？

（2）反射光和折射光的強度如何變化？

（3）有沒有看到折射光線緊貼水面（沿玻璃磚直邊傳播），即折射角等于90°的情況？此時，再增大入射角，你看到什么現象？

（安排10min左右的時間，學生進行探究，教師巡回指導）

2.交流：

先讓學生交流一下，再以小組為單位匯報觀察情況。學生匯報，教師要引導并幫助歸納，達到共識：

（1）光在水和空氣（玻璃）界面先是既有反射又有折射

（2）入射角增加時折射角隨著增加，這個過程中反射光強度增大而折射光變暗

（3）出現折射角為90°的情況但不明顯，再增加入射角時，就只有反射光了。

教師：各位同學，你們剛才看到的折射光完全消失，只剩反射光，這叫做全反射。

三、設計并進行實驗

教師：請思考一個問題：根據在剛才的探究過程中觀察到的情況，你認為全反射現象的產生有什么條件？假如光從空氣射入水，會不會發生全反射現象？用實驗來驗證你的結論。（給學生5min時間進行討論和實驗探究）

師生一起歸納、小結，達到以下共識：

1.必須是光從光密介質射向光疏介質；

2.入射角要大于某一個數值。

入射角要大于某個值，這是個什么概念呢？原來，從我們做的探究中可以看出，當入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到90°，這時的入射角叫做臨界角。

現在，我們就將光產生全反射現象的條件完整地敘述為：當光線從光密介質射入光疏介質時，如果入射角大于臨界角，就會發生全反射現象。（板書）

四、分析論證，得出結論

要討論全反射現象，知道臨界角的數值顯然很重要，怎樣確定臨界角呢？

我們來論證一個簡單的情況——光從折射率為n的光密介質進入折射率為1的空氣（或真空），請根據光的折射定律，推導臨界角的計算公式。

學生獨立推導，教師巡回指導。

通過匯報，得到臨界角的計算公式：C=arcsin■

五、實踐與拓展：

1.水或玻璃中的氣泡，從側面看起來為何特別明亮？（投影題目，讓學生討論，回答結果）

強調要闡述清楚兩點：（1）光的全反射發生在什么地方？光線的走向如何？（2）因為是全反射，光的能量幾乎沒有損失。

2、假如有光線射入石英玻璃做的直角三棱鏡（叫做全反射棱鏡），光路的進行情況如何？

（投影題目，學生討論，匯報結果）

每個實驗桌上都有直角三棱鏡和激光筆，同學們可以通過實驗驗證一下上述結論是否正確。（學生做實驗驗證）

全反射現象在實際生活中有不少應用。大家有沒有注意到如自行車的尾燈，當晚上有光線照射上去時，它變得十分明亮醒目。它的剖面圖如圖所示，它其實就是一組角錐棱鏡，由于全反射，它能夠把入射光線充分反射回來。

3.海市蜃樓的解釋 （答略）

4.已知石英玻璃的折射率是1.46，光從它射入空氣時的臨界角是多少？

（投影題目，學生用計算器計算，得出結果是43°）

六、教學反思

本課的關鍵在于實驗探究，教師事先要強調使用小激光燈的安全問題，以免照射傷害到學生的眼睛。通過 “全反射的探究實驗”，使學生了解：全反射現象，全反射的條件。學生的觀察、分析、討論和解決問題能力得到了鍛煉和提高。

光導纖維范文第2篇

關鍵詞：衛星導航 系統定位 用途 發展

中圖分類號：P228 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0016-02

1 衛星定位系統的分類

世界上現有的衛星定位導航系統有美國的GPS全球定位系統，俄羅斯的GLONASS全球導航衛星系統、歐洲GALILEO全球衛星導航系統、中國的北斗系統以及全球導航衛星系統GNSS。

2 “北斗”衛星導航系統

隨著時代的不斷進步和發展，我國獨立建設，自主研發出北斗衛星定位系統，是繼俄羅斯的GLONASS、美國的GPS之后的第三個相對成熟的衛星定位系統。該系統一般在頻率達到2491.75 MHz的時候進行工作，可以為用戶提供高精度、全天候的即時定位服務，它的精確度和GPS相當。

2.1 系統組成

系統是由地面段、空間段和用戶段三個部分組成。

系統空間段是由30顆非靜止軌道衛星和5顆GEO衛星組成。地球靜止的軌道衛星分別在東經160°、140°、110.5°、80°和58.75°。非靜止的軌道衛星是由3顆IGSO衛星和27顆MEO衛星組成。

地面段由不同監測站、注入站和主控站組成。監測站負責接受衛星信號，并且及時發送給主控站，對衛星進行跟蹤、監測，為軌道衛星提供觀測資料。注入站的任務是由主控站統一調度，完成導航信息的注入，衛星導航電文和有效負荷的管理控制。主控站是的任務是收集監測站所觀測到的數據，并將數據進行處理，生成導航電文，完成任務所需的調度與規劃，實現系統的控制運行管理等。

用戶段是由不同的北斗衛星終端組成。北斗用戶機兼具GALILEO、GLONASS、GPS的功能。

2.2 性能指標和服務類型

北斗系統提供授權和開放服務，開放服務就是面向全球，授時精度20 ns、定位精度10 m、測速精度0.2 m/s；授權服務是包括全球范圍內的高性能導航定位服務，為我國及周邊用戶提供廣泛的區域差分服務，定位精度達到1 m，短報文的通信能力達到每次120個字。

3 北斗導航定位系統的工作過程

（1）首先由中心控制系統向兩顆衛星同時發送詢問信號，經衛星轉發器向服務區內的戶廣播。

（2）用戶響應其中一顆衛星的詢問信號，并同時向兩顆衛星發送響應信號，經衛星轉回中心控制系統。

（3）中心控制系統接收并解調用戶發來的信號，然后根據用戶的申請服務內容進行相應的數據處理。

（4）對定位申請，中心控制系統測出兩個時間延遲：即從中心控制系統發出詢問信號經某一顆衛星轉發到達用戶，用戶發出定位響應信號，經同一顆衛星轉發回中心控制統的延遲；和從中心控制發出詢問信號，經上述同一衛星到達用戶，用戶發出響應信號，經另一顆衛星轉發回中心控制系統的延遲。

（5）由于中心控制系統和兩顆衛星的位置均是已知的，因此由上面兩個延遲量可以算用戶到第一顆衛星的距離，以及用戶到兩顆衛星距離之和，從而知道用戶處于一個以第一顆衛星為球心的一個球面，和以兩顆衛星為焦點的橢球面之間的交線上。

（6）另外中心控制系統從存儲在計算機內的數字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統可最終計算出用所在點的三維坐標，這個坐標經加密由出站信號發送給用戶。

4 北斗系統的應用

北斗系統的試驗投入應用，確立了中國衛星導航系統在國際領域的地位，結束了我國長期依賴外國系統的歷史。長期以來，我國的衛星導航系統應用缺乏國家政策的有力支持，被國外技術壟斷，通信網絡、交通運輸、金融系統、電力調度等基礎重要設施過分依賴GPS，造成巨大風險和諸多嚴重后果。北斗衛星系統的建成，打破了國外技術壟斷與封鎖，中國繼美國、俄羅斯之后成為第三個擁有導航衛星系統自主的國家。

4.1 北斗系統應用在汶川地震

目前，北斗導航已成功應用于水利水電、海洋漁業、交通運輸、氣象測報、國土測繪、減災救災和公共安全等領域，牽引促進了電子、通信、機械制造、地理信息等相關產業和信息服務業的發展，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

短報文的通信功能可以在第一時間實施指揮調度。汶川地震發生的時候，所有災區的手機通信功能都已經遭到破壞，所有光纜電纜被截斷，全部的通信設備都被中斷。就在這樣的情況下，我國自主研發的北斗衛星導航系統為指揮部和一線災區建立起實時通道，在醫療、搜救等過程中發揮重要作用。在本次救援行動中，由于北斗系統自身的覆蓋范圍廣、定位報告快等許多優勢都充分發揮了作用，成為一線救援人員和救援指揮部最有力的助手。

4.2 國防應用

北斗衛星導航定位系統自開始運營以來，在搶險救災、反恐維穩、部隊的軍事訓練等各個方面都得到了廣泛的應用，而且具有顯著的成效。邊防部隊在積極拓展北斗衛星系統的各項功能，實現了應急實時監控和邊防執勤的動態管理，為邊防執勤開拓了新的局面。北斗系統的巨大潛能和特殊優勢，不僅完成了各項軍事任務，還在推動解放信息化建設。北斗導航定位系統的軍事功能與GPS類似，如飛機、導彈、水面艦艇和潛艇的定位導航；彈道導彈激動發射車、自行火炮與多管火箭發射車等武器載具發射位置的快速定位，以縮短反應時間；人與搜救，水上排雷定位等。這項功能在軍事上，意味著可主動進行各級部隊的定位，也就是說大陸各級部隊一旦配備該導航定位系統，除可供自身定位導航外，高層指揮部也可隨時通過該系統掌握部隊位置，并傳遞相關命令，有助于任務的執行。

4.3 農田監測

中國很多地區，特別是西北地區那里一直存在落后的耕作技術、干旱缺水的現象。農業是新疆主要的生產產業，最寶貴的就是水資源，落實精準施肥、精準灌溉等農業技術，對采集數據北斗系統定位技術有很大的需求。2004年，北斗定位系統被新疆生產兵團用于農田墑情采集數據，綜合利用遠程技術采集數據、定位系統通信技術、衛星遙控技術和地理信息技術，實現了地理位置和溫濕度的實時監測，綜合分析旱情，為地理位置和土地墑情提供了先進全面的解決方法，并結合滴灌系統，對土地進行灌溉指導。圖1就是北斗定位系統應用于農田墑情數據采集。

4.4 自動測報氣象

為了解決無人區和高寒地區的氣象數據的監測和傳輸，相關部門結合數字報文應用實驗，研制出氣象測報型北斗系統終端設備，并設計出相應的系統解決方案，解決了國家氣象中心和各大氣象局可視化的氣象站地圖顯示功能，同時此設備還被應用于人工影響天氣的作業領域，取得顯著成效。隨著北斗導航定位系統的運行建設，導航衛星將更廣泛的被應用。

5 結語

定位與導航技術設計自動控制、計算機、微電子學、光學、力學及數學等多學科的高新技術，是實現飛行器特別是行提起飛行任務的關鍵技術，也是武器精確制導的核心技術，這是對于提高航空器、航天器以及武器裝備的機動性、反應速度和遠程精確打擊能力具有重要意義。

目前，我國正在實施的北斗衛星導航系統建設，根據系統建設總體規劃，2012年，系統首先覆蓋亞太地區的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力；2020年，建成覆蓋全球的北斗衛星導航系統。

參考文獻

[1] 邊少峰，李文魁.衛星導航系統概論[M].北京：電子工業出版社，2005.

[2] 徐紹銓，張海華，楊志強，等.GPS測量原理及應用[M].武漢：武漢大學出版社，2008.

光導纖維范文第3篇

【關鍵詞】 淚道激光;甲基纖維素;淚道狹窄阻塞;探通

淚道阻塞是眼科常見多發病，目前治療方法很多，但因療效不佳，治療時間長，復發等因素不受患者歡迎，臨床上一直在尋求一種比較理想的，對淚道阻塞患者更為有效的治療方法，我科從1999年5月開始，采用淚道激光探通灌注甲基纖維素對46例72眼淚道狹窄、阻塞患者進行治療，經臨床隨訪觀察6～12個月，取得良好效果，現報告如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 在主訴有溢淚病史患者，沖洗淚道不暢，無膿液或黏液反流，隨機抽樣淚道狹窄、阻塞患者92例140眼，其中男65眼，女75眼，年齡25～80歲，平均58歲。病程2～10個月，隨機分成兩組，即用激光探通灌注甲基纖維素治療組72眼和單純淚道探通組68眼，兩組臨床表現均有可比性。

1.2 設備及使用方法

1.2.1 設備 (1)國產帶導光纖維的Nd：YAG淚道激光治療機，波長1.064 μm，脈沖頻率0～50 Hz連續可調，能量輸出0～300 mJ可調。(2)淚點擴張器。(3)特制9號空芯探針。

1.2.2 方法 (1)患者端坐或仰臥，常規消毒，0.5%丁卡因滴術眼2～3次，每次1～2滴，滑車神經阻滯麻醉，麻黃素丁卡因棉片植入術側下鼻道作收縮鼻甲和鼻黏膜麻醉。(2)用5 ml一次性注射器，4號自制沖洗針頭，經下淚小管常規用慶大霉素加利多卡因混合液行淚道沖洗和麻醉淚道(若淚點狹窄或阻塞則用淚點擴張器擴張)，將特制空芯淚道探針從淚小點按淚道探通方式插入淚囊，抵達阻塞處，以10～15 W功率對阻塞處作1～3次擊射，阻塞段長或阻塞處瘢痕堅固者可多增加擊射次數，注入生理鹽水，若鼻腔有水表示激光或插管治療成功，在退出淚道探針時，一邊退針一邊灌注甲基纖維素。囑患者不要擠壓淚囊區皮膚。(3)科恒眼藥水滴眼，每日4～5次，用1%呋喃西林麻黃素滴鼻液滴術側鼻腔，每日3次。4～5天后再沖洗灌注甲基纖維素，如下通7天后繼續沖洗隨訪6～12個月。

1.3 療效評定標準 治愈：隨訪期間，溢淚癥狀消失，淚道沖洗暢通。顯效：溢淚癥狀明顯改善，淚道沖洗不十分通暢。有效：溢淚癥狀有改善，淚道沖洗不暢。無效：溢淚癥狀無改善，淚道沖洗不通。

1.4 結果 兩組治療前所致溢淚的原因主要有淚點、淚小管、淚總管及鼻淚管，所占比例及療效分別見表1、表2。表1 淚道狹窄或阻塞部位比例 表2 治療方法不同的療效對比 (眼)

2 討論

淚道阻塞或狹窄是眼科常見病、多發病，主要癥狀是溢淚，溢淚給患者日常生活帶來不便，而且影響美觀。因此，眼科同道都在尋求一種安全、有效、經濟的治療方法。我科采用淚道探通灌注甲基纖維素治療淚道阻塞或狹窄，取得滿意療效，是一種較理想的方法。

單純淚道探通治療淚道阻塞或狹窄療效不佳，而且易復發，主要原因淚道探通后淚道無支撐物[1]。我科采用甲基纖維素灌注療法，解決了上述問題，國產甲基纖維素無色無味。具有很好的黏彈性，利用甲基纖維素良好的黏彈性，延長了在淚道的留滯時間，不但起到支撐淚道作用，而且保護創面，促進修復受損的淚道上皮組織，減少了瘢痕的形成，且具有防止黏連的作用[2]。

淚道激光再通術效果好，損傷小，價格低，操作簡單。淚道探通灌注甲基纖維素，患者需住院，且痛苦小，患者易接受，治愈率明顯優于對照組，有推廣使用價值。

參考文獻

光導纖維范文第4篇

1、光導纖維的結構：由纖芯和包層構成的同心玻璃體，呈柱狀，在石英系光纖中纖芯是由高純度二氧化硅即石英玻璃和少量摻雜劑如五氧化二磷和二氧化鍺構成的，摻雜劑用來提高纖芯的折射率。纖芯的直徑一般為2~50μm；

2、光導纖維特點有優有劣。

優點：傳輸頻帶寬，速率高；傳輸損耗低，傳輸距離遠；抗雷電和電磁的干擾性好；保密性好，不易被竊聽或截獲數據；傳輸的誤碼率很低，可靠性高；體積小、重量輕；

光導纖維范文第5篇

1807-1903年

――大腸內鏡漸趨完善

雖說公元前就有“直腸診視器”的描述,但內鏡的真正發展起源于近代。1807年,德國人Bozzini制造了一種以蠟燭為光源的用于觀察膀胱與直腸內部的器械,由一花瓶狀光源、蠟燭和一系列鏡片組成,他將其稱為“LICHTLEITER”,法國外科醫生Desormeaux第一次將其運用于人體。1895年,美國人Kelly成功研制了帶有閉孔器的金屬管式直腸乙狀結腸鏡,鏡管延長至35厘米,采用電燈額鏡反射光源技術。1899年Pennington研制了可使腸腔充氣擴張的乙狀結腸鏡,可更清晰地觀察腸腔。在此基礎上,1903年德國人Strauss將電光移至腔內照明,進一步改進制成現代沿用的硬式直腸、乙狀結腸鏡。

至此,大腸內鏡趨于完善并有其較高的臨床實用價值。

1957-1963年

――光導纖維內鏡“出世”

1957年,美國人Hirschowitz和他的研究組制成了世界上第一個用于檢查胃、十二指腸的光導纖維內鏡,并在美國胃鏡學會上作了展示,使內鏡躍進到可曲纖維光學內鏡的新時代。1963年美國人Turell首先報道了纖維結腸鏡的樣機,同年日本、德國的科學家也研制成功不同類型的可供臨床應用的纖維結腸鏡。現代的各型纖維內窺鏡均可拍攝彩色照片,刷取細胞,進行活組織鉗取,做細胞學檢查或組織病理學檢驗。為了教學和會診的需要,可將教學鏡安裝在目鏡或監視器上,供多人同時觀察。

1983年

――電子內鏡誕生,百年內鏡史的新篇章

1983年,美國Welch Allyn公司研制并應用微型圖像傳感器(CCD)代替了內鏡的光導纖維,宣告了電子內鏡的誕生,這是內鏡發展史上另一次歷史性的突破。電子內鏡比普通光導纖維內鏡的圖像清晰,色澤逼真,分辨率更高,而且可供多人同時觀看。隨著電子結腸鏡的推出及臨床插鏡技術的不斷提高,單人操作就可以完成整個操作過程大大地推動了內鏡的發展,開創了內鏡診斷和治療的歷史新篇章。

1977-2000年

――“膠囊內鏡”震驚世界