Реферат. Закон оптики
 Скачать 93.07 Kb.
|
|
Закон оптики. В основе диэлектрического волновода (оптоволокна) лежит принцип использования света, как основного источника информации. Отправитель преобразовывает информацию в световую волну, а адресат, получая последнюю, в свою очередь интерпретирует свет как информацию. Свет гораздо проще передать на дальние расстояние с меньшими потерями нежели электрический ток. Кроме того он не подвержен воздействию электромагнитных полей и способен передавать на порядки большее количество информации. С другой стороны данные технологии во многом являются более тонкими, поэтому качественная реализация оптоволоконного проекта требует детального понимания механизма передачи света и применяемых законов оптики. По волновой теории света показатель преломления материала (n) выражается через отношение скорости света в вакууме (c) к скорости света в среде данного материала ( υ ) n = c / υ (1) или оптической длины волны в вакууме (λ в. ) к длине волны в материале (λ м.) n = λ в. / λ м. (2) Поскольку n > 1 для всех известных веществ, свет распространяется в материале медленнее, чем в вакууме. И  з формул (1), (2) видно, что показатель преломления стекла изменяется в зависимости от его состава. (стекло, пластик и т.п.) Основные понятия, используемые при обсуждении механизма преломления, иллюстрирует рис. 1. На всех трёх видах рисунка граница раздела проходит между двумя средами с показателями преломления n1 и n2 , причём n1 > n2. Рассмотрим случай преломления светового луча при переходе из одной среды в другую (рис. 1 а). Углом падения называется угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред и падающим лучом (θ1). На границе раздела часть света отражается обратно (отражение Френеля). Углом отражения называется угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред и отраженным лучом. Оставшаяся часть света пересекает границу раздела, образуя преломленный луч, который распространяется под углом θ2 . Согласно закону Снеллиуса между углом падения и углом преломления существует следующее соотношение: n1sin(θ1) = n2sin(θ2) (3) Если угол падения θ1 увеличивается, то при определённом его значении преломленный луч полностью исчезает (θ2 = 90°). Такой угол называется критическим углом скольжения θс (рис. 1 б): θс = arcsin (n2/n1) (4) При углах, больших критического (рис. 1 в), свет полностью отражается и во вторую среду не проникает, а интенсивность отражённого луча равна интенсивности падающего. Это явление называется полным внутренним отражением. ЛИТЕРАТУРА Тамир Т. Интегральная оптика [Текст] / Т. Тамир; пер. с анг. В. А. Сычугова и К. Ф. Шипилова, ред. Т. А. Шмаонова. – Москва: Мир, 1978. – 344 с. Яковлев В. Основы оптоволоконной технологии [Текст] / В. Яковлев // В записную книжку инженера. – 2002. - №4. – С. 74-81. |