16. 关于光纤通信,同学们常会思考这样的问题:在漫长的线路上,光纤免不了要拐弯、缠绕,而光在同种均匀介质中是沿直线传播的,那激光通信信号是怎样从一端传到另一端的呢?下面是一些同学的观点。
小明:就像水流沿弯曲的水管流动那样。
小华:就像电流沿弯曲的导线传播那样。
小红:激光不断地经光纤内壁反射而向前传播。
小亮:激光不断地在光纤中折射而向前传播。
(1)谁的观点最符合事实?
(2)如图17-3-3是一段光纤放大后的图,AO是一束携带信息的激光信号,请画出激光通信信号传播的大致光路。

答案:解:
(1) 小红的观点最符合事实。
(2) 激光通信信号传播的大致光路:在光纤内壁依次画出反射光线,使激光在光纤内通过多次反射向前传播。

解析:
【分析】
要解决这道题,首先需明确光纤通信的工作原理:光纤内壁可使光发生反射,激光在光纤内部传播时,会不断在光纤内壁发生反射,从而沿弯曲的光纤向前传播,其原理与水流、电流的传播不同,也并非依靠折射。
对于第(1)问,结合光纤通信的原理,对比四位同学的观点,判断符合事实的观点;对于第(2)问,根据光的反射定律,在光纤内壁画出激光多次反射的大致光路,使激光沿着光纤的弯曲路径向前传播。
【解析】
(1) 光纤通信的核心是激光在光纤内壁不断发生反射,以此将携带信息的激光从一端传递到另一端。水流沿水管流动是依靠水管的约束,电流沿导线传播是依靠导体中自由电荷的定向移动,折射不符合光纤通信的实际,因此小红的观点最符合事实。
(2) 根据光的反射定律,在光纤内壁依次绘制反射光线:从AO入射的激光,接触光纤内壁后发生反射,之后持续在光纤内壁进行反射,沿着光纤的弯曲路径向前传播,大致光路如图所示(与题目参考光路一致)。
【答案】
(1) 小红的观点最符合事实。
(2) 光路图:在光纤内壁画出激光多次反射的路径,使激光通过不断反射沿光纤弯曲方向传播(具体光路参考参考答案图示)。
【知识点】
光纤通信原理、光的反射
【点评】
本题考查光纤通信的核心原理,需区分光的反射与折射在光纤通信中的作用,同时明确光纤通信与水流、电流传播的本质区别,加深对光的反射在实际通信技术中应用的理解。
【难度系数】
0.8