光范文10篇

文章摘要：对于光的本性的认识，几个世纪以来始终存在着激烈的争论，光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果。在解释一些现象如干涉和衍射时，人们就用波动说去解释，而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明。这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受，其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。本文正是从这样一种出发点来探讨光的本性。

假设有一个光源S1，在S1前放置一块屏幕，从S1发出的光（光子）会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道，屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说，屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下：把S1放在一个半径为R1的球的中心，假设S1在单位时间里发射出N个光子，则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12，如果把球的半径由R1变为R2（R2＞R1），则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22，由于R2大于R1，所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时，就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。

现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方，情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环，而在平行两个光源的平面上，则出现了明暗相间的条纹见图一，这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征，所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播，当有两列相干波源存在时，媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时，则在这一点上的振幅最大，如果两列波的相位相差1800时，则振动的振幅相互抵消，这样就形成了有规则的干涉条纹。经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的，而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的，这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法，认为亮的地方是光子出现几率多的地方，暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时，光子是均匀分布在屏幕上的，而当存在另一个相干光源时，按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方，几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用上帝不掷骰子来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素，是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢？

为了找到这种新的理论，在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的，光子的能量和质量是相互转化的，转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小，相反，频率慢则光子的能量小质量大，这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前，我们先对光源进行定义。单频率点光源---频率单一且所有光子在离开光源时的状态（相位）都相同。单频率点光源具有这样两个特点，其一在距光源某一点的空间位置上，光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。

我们在x轴上设置两个点光源S1和S2，如图一所示。令P为垂直平面上的一点，从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍ml（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将同相地达到P点，状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点，从Q到S1和S2的光程差也为ml。过P和Q点做一条曲线，使得这曲线上所有过XO的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质，即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数，根据解析几何我们知道，这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线XO为轴旋转，则它将扫出一个曲面，叫做双曲面。我们看到，在这曲面上的任意一点，来自S1和S2的光子始终都是同相位的（相位差保持不变），光子在曲面上的每一点的状态是一定的，沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短，光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。

同理，我们令T为垂直平面上的另一点（图中未画出），从T点到S1和S2的光程差TS1-TS2为波长的l/2×（2m+1）倍（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将以1800的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点（图中未画出），从V到S1和S2的光程差也为道长l/2×（2m+1）倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数，这曲线也是一条双曲线，以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为1800，叠加后的最终状态是一个恒定的值。

教学目标

知识目标

1．知道什么是光的反射现象.

2．理解光的反射定律，能应用反射定律解决一些简单的问题.

3．知道镜面反射和漫反射，并能用来解释一些简单现象.

能力目标

摘要：塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，选用子午线进行了参数计算，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

关键词：聚合物光纤，塑料光纤，POF,传光,原理

1．前言

光纤自身不能发光，但光纤可以传光，用于照明；光纤照明所选用的光纤，按照光纤材质的不同，通常可分为石英光纤、多组分玻璃光纤和塑料光纤POF等，本文主要介绍POF的传光原理，其它的光纤传光原理同POF的传光原理是一致的。

人们很早就观察到光在透明柱体中通过多次全反射向前传播的现象，他们就是古代的玻璃吹制艺人。而首次科学阐述这一现象的，却是英国皇家学会的约翰·丁达尔向英国皇家学会演示了一个著名的实验，他当时用一只盛满水的器皿，让水从器皿的侧孔中流出，这时投射在水中的光也随着水流传导出来。

1880年，威廉·惠勒(WilliamWheeler)提出“管道照明”的设想，并获得美国专利，这是有案可查的最早的“遥控照明”装置，其基本原理是：用内壁涂有反射层的管子把中心光源的光象自来水一样引至若干个需要照明的地点,这实际上是光纤用于照明的雏形，光纤照明系统简单地就可以看作是和上述的“管道系统”相类似的一个系统，在这个系统中，所传输的介质是光，而用以传输光的“管道”就是光纤，光纤可以把光线从光源处传输至需要照明的特定区域。1954年，《自然》杂志发表了Hopkin''''s和Kapany成功地用一束10,000到20,000的纤维来传输图像的文章,VanHeel发现低折射率光纤包层的作用，纤维的图像传输的成功实现和光纤包层的提出这两个进步标志着光导纤维作为一个新兴学科的诞生,1966年,英国标准电信研究所英籍华裔科学家高锟(K.C.Kao)博士和G.A.Hockham在详细研究了玻璃的传输损耗后,撰写的文章《用于光频的介质纤维表面波导》发表在伦敦电气工程师协会（IEE）会刊上，他们从理论上指出:如果减少或消除光导纤维中的有害杂质如过渡金属离子，可大大降低光纤传输损耗,提高光纤的传光能力，从而推动了光纤制造工艺的研究。美国杜邦DuPont公司亦在这一年向市场推出了世界上第一根POF[1]，POF就是光纤的一种,而光纤用于光纤照明的基本原理是利用光线在不同折射率介质的界面发生全反射，实现光在光纤中的高效传输以及光纤与光源的充分耦合，并通过与各种光学元件的组合，达到需要的照明效果，为了解光在光纤中的传输方式,现介绍子午光线在POF中的传输特性。

一、搞好灯具配置必须了解灯具性能

在这里首先简单的介绍一些灯具的性能，以供灯具配置时选择。

1.聚光灯——在舞台上用的聚光灯是指灯前面使用平凸聚光镜而言的，这种灯具可以调节光斑大小，出来的乐束比较集中，旁边漫射的光线比较小，功率有0.5W至5KW多种，焦距有长、中、短之分，视射距的远近按需要来加以选用。

2.罗纹灯——也称柔光灯，但在电视界则称此种灯为聚光灯。在舞台上为了区别上述的平凸聚光灯光线太强而使光线柔和些，它的特点是漫射区域大，不似聚乐灯有明显光斑，但射距较近，功率有1KW、2KW等多种。

3.回光灯——此种灯前面无镜片，用痛痒2KW的灯泡，其亮度较聚光灯要亮，故在舞台需要强烈光源和亮度时使用。它光束强烈，调光时要注意其聚焦点，不宜将聚焦点调在色纸上或幕布上，因为这样容易引起这些东西燃烧。另外这种灯调光时中心常出现黑心，为了避免黑心，在灯前端中心应加一环状挡板，以克服这种不足。现在新出一种在反光碗上镀膜使线外线向后透射的回光灯，能减低灯前面的温度，称为冷光超级聚光灯，使用效果很好。

4.成像灯——或称成型灯、椭圆聚光灯。其光束角有多种，可以根据需要选择应用，主要特性是如幻灯似的能将光斑切割成方、菱形、三角形等各种形状，或投射出所需各种图案花纹，功率有1KW、2KW等多种，可选择配置。

(一)教材：物理通报编九年义务教育初中物理试验本第一册

(二)教学目的：

(1)使学生认识折射现象，掌握折射规律.

(2)使学生能作简单的折射光路图.

应达到的目标：①能说明什么是折射现象;②掌握折射时的规律;③能作出简单的折射光路图;④知道光发生折射的条件(斜射入两种媒质的界面上，从一种媒质进入另一种媒质).

(三)课型：规律课.

光皮树（CornusWilsonianawanaer）又称花皮树、马光林、枸骨木、树籽树等，是我市常见的乡土树种和木本食用油料植物之一，也是我市目前现有的极具潜力的燃料油植物。大力发展光皮树，对于未来燃料油产业的发展具有不可替代的作用。

1发展光皮树的价值和意义

光皮树是我市优良的乡土树种。其枝叶茂密、树皮光滑美观、树姿优美、树冠舒展，是植树造林和新农村建设的优良品种，可用作庭荫树，行道树，且孤植或丛植也能自然成景。同时光皮树具有喜钙耐碱、耐干旱瘠薄、萌芽力强等适生特性，可成为造林绿化难度大的石灰岩山地造林绿化理想新树种[1]。光皮树也是重要的生物质资源。利用果实作为原料冷榨或浸提制取料油，成本低廉，得油率高。干全果含油率33%～36%，油脂主要含C16和C18脂肪酸，其中亚油酸含量近50%，亚油酸有显著降低低胆固醇，防治血管硬化和预防冠心病的作用[2]。同时原料油也可用于生物柴油生产，所生产的生物柴油理化性质优，是一种安全、洁净的生物质燃料油。它与传统的柴油相比，具有润滑性能好，储仔、运输、使用安全、抗暴性好、燃烧充分等优良性能。经华中理工大学的测试结果证明能100%替代0#石油柴油，能满足柴油发动机力需要而且不影响其动力性；能减少柴油发动机排气污染，可满足严格的欧洲3号标准。光皮树作为重要的生物柴油原料，近年来得到国家重视，光皮树已成为“十一五”国家科技支撑计划重大项目“农林生物质工程”中筛选的重要树种之一，其应用前景广阔。

发展光皮树，也有利于我市生态建设和经济建设。生物柴油生产使用的光皮树植物还可将二氧化碳转化为有机物固化在土壤中，因此，可以减少温室气体排放。在适宜的地区种植光皮树，可保护生态，减少水土流失。有利于将沙化地、提水灌溉地、坡地、低产农田、宜林山地等建成可再生的绿色能源宝库，在收获永不枯蝎的能源资源的同时保持水土、调节气候、净化空气、绿化家园、保护环境、实现林农业产业化。另外，在光皮树种子榨出生物柴油基础的同时，还能得到油饼作为生物肥料或饲料，帮助农民发展畜牧水产业，促进农林牧副全面发展。有利于就地产销生物柴油，实现农村能源自给；有利于生物柴油产业化，提供更多就业岗位，增加农民收入，促进农村和区域经济发展，推进小康进程。同时，在我市发展光皮树产业，可以显著提高农林生物质资源综合利用水平，改善生态环境和促进社会主义新农村建设，有利于发展和建立农林生物质产业化示范工程，为规模化生产生物质资源产业的发展和农村产业结构调整夯实基础。

2赣南光皮树资源的现状和基础

光皮树原分布于长江流域至西南各地的石灰岩区，黄河及以南流域也有分布。据了解，我市于都、瑞金等部分乡镇有着悠久的栽培历史，特别是70年代光皮树在我市不少县曾有过大量发展的过程，其主要目的在于解决或缓解人们食用油问题。当时，光皮树种实压榨油曾是我市部分区域作为当地群众的主要食用油之一，产区市场有售，自产自销，国家收购不多。目前，赣南现存光皮树资源丰富，其中集中分布于于都县的宽田等地，其它地区多为零星分布。据不完全统计，仅于都县宽田乡光皮树就有近40000株，其中盛果期光皮树有21600株，常年产鲜果16万公斤。光皮树主要分布在农田、河堤、房屋等四旁地带和石灰岩质山地，生长良好。由于我市是全省光皮树资源分布最多的地区域，蕴藏着巨大的资源优势，早在1981年江西省电视台就专程到宽田乡摄制科教片，以此宣传和发展光皮树。1970年以来，湖南、福建、广东、广西和浙江等省，曾先后多次来我市于都等地考察和引种栽培，为我国南方发展光皮树作出了重大贡献。

一、学情分析

光的反射学生有一定的生活经验，在小学科学中已经有一定的认识，本节内容的难点是从实验现象中总结出反射定律，以及应用光的反射定律来解释、解决一些实际问题，作光路图的能力要求是比较高的。反射定律是光学中的重要定律，是理解平面镜、球面镜作用的基础，也是本章的重点知识。

二、教学目标

1．知识与技能：会描述光的反射现象，能说出反射现象中的各个名称：反射面、入射光线、入射点、法线、反射光线、入射角、反射角。能说出光的反射定律的内容、会区别漫反射、镜面反射。确认镜面反射和漫反射都遵从光的反射定律，知道光路是可逆的。

2．过程与方法：通过实验确信反射光的方向取决于入射光线的方向和反射面的位置。改变入射光的方向和反射面的位置，能用光的反射定律分析结果。根据入射光线（或反射光线）和反射面的位置，作出反射光线（或入射光线）。

3．情感、态度、价值观：能用光的反射现象说明自然界的一些光现象。观察身边的事物如玻璃幕墙产生的光污染使科学与实际相联系；介绍我国古代光学的研究成就，激发学习热情和民族自豪感。

(一)教材：物理通报编九年义务教育初中物理试验本第一册

(二)教学目的：

(1)使学生认识折射现象，掌握折射规律.

(2)使学生能作简单的折射光路图.

应达到的目标：①能说明什么是折射现象;②掌握折射时的规律;③能作出简单的折射光路图;④知道光发生折射的条件(斜射入两种媒质的界面上，从一种媒质进入另一种媒质).

(三)课型：规律课.

知识目标

（1）知道什么是光的折射现象，知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角．

（2）能叙述光的折射现象的实验结论．

（3）知道光的折射现象中，光路是可逆的．

（4）已知入射光线，能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向．

（5）能举出光的折射现象在生活中的实例．

文章摘要：对于光的本性的认识，几个世纪以来始终存在着激烈的争论，光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果。在解释一些现象如干涉和衍射时，人们就用波动说去解释，而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明。这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受，其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下。本文正是从这样一种出发点来探讨光的本性。

假设有一个光源S1，在S1前放置一块屏幕，从S1发出的光（光子）会将整个屏幕均匀的照亮。我们知道，屏幕的亮度是与落在屏幕上面的光子数的多少有关的。严格地说，屏幕的亮度是以垂直于屏幕的光线与屏幕的交点为中心向四周逐渐变暗的。但这种变化决不是几率问题。证明如下：把S1放在一个半径为R1的球的中心，假设S1在单位时间里发射出N个光子，则单位球面积上所接受的光子数等于光子数N除以球的总面积4πR12，如果把球的半径由R1变为R2（R2＞R1），则在单位球面积上所接受的光子数就变为N除以4πR22，由于R2大于R1，所以半径为R1的球在单位球面积上接受的光子数大于R2球单位面积上的光子数。这就是为什么屏幕上的亮度是由明到暗逐渐变化的原因。当屏幕距光源的距离很大且屏幕的面积又很小时，就可以近似的认为屏幕上的光子是均匀分布的。

现在把另一个相干光源S2放在靠近S1的地方，情况有了变化。在垂直两个光源的平面上出现了明暗相间的圆环，而在平行两个光源的平面上，则出现了明暗相间的条纹见图一，这就是人们所说的光的干涉条纹。因为干涉现象是波动的最主要特征，所以这也就成了光具有波动性的最有力证据之一。我们知道机械波是振动在媒质中的传播，当有两列相干波源存在时，媒质中任意一点的振动是两列波各自到达这一点时波的叠加。当到达这一点的两列波的相位相同时，则在这一点上的振幅最大，如果两列波的相位相差1800时，则振动的振幅相互抵消，这样就形成了有规则的干涉条纹。经典光学正是套用机械波的方法证明光的干涉条纹的，而传播光的媒质以太已被证明是根本不存在的，这样用机械波的方法证明光的干涉条纹也就显得比较牵强。量子力学在解释干涉条纹时则采用的是几率波的方法，认为亮的地方是光子出现几率多的地方，暗的地方则是光子出现几率少的地方。问题是当只有一个光源时，光子是均匀分布在屏幕上的，而当存在另一个相干光源时，按照量子理论光子就会集中出现在一些地方而不去另一些地方，几率的解释是不能使人心悦诚服地接受的。爱因斯坦曾用上帝不掷骰子来表达他对用几率描述单个粒子行为的厌恶。这就是目前对于光的干涉现象的两种正统解释方法。我们对于光本性的认识是否还存在其它我们没有考虑到的因素，是否还存在其它的证明方法来统一光的波粒二象性即用一种理论解释来解释波动性和粒子性呢？

为了找到这种新的理论，在此我们不得不在现有光量子理论基础上进行一些必要的修正即单个光量子的能量是变化的，光子的能量和质量是相互转化的，转化的频率就是光的频率。频率快光子的能量大质量小，相反，频率慢则光子的能量小质量大，这样光子在空间所走的路程就形成了一条类波的轨迹。在论证光的干涉现象之前，我们先对光源进行定义。单频率点光源---频率单一且所有光子在离开光源时的状态（相位）都相同。单频率点光源具有这样两个特点，其一在距光源某一点的空间位置上，光子的状态不随时间变化。其二光子的状态随距点光源的距离作周期变化。光的波长指的是光子在一个周期的时间内在空间运行的距离。

我们在x轴上设置两个点光源S1和S2，如图一所示。令P为垂直平面上的一点，从P点到S1和S2的光程差PS1-PS2为波长的某个正数倍ml（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将同相地达到P点，状态相同。再令Q为垂直平面上的另一点，从Q到S1和S2的光程差也为ml。过P和Q点做一条曲线，使得这曲线上所有过XO的垂直平面内的点的轨迹都具有这样的性质，即这条曲线上任意一点到S1和S2的距离之差为常数，根据解析几何我们知道，这曲线是一条双曲线。如果我们设想这一双曲线以直线XO为轴旋转，则它将扫出一个曲面，叫做双曲面。我们看到，在这曲面上的任意一点，来自S1和S2的光子始终都是同相位的（相位差保持不变），光子在曲面上的每一点的状态是一定的，沿曲面上的点的状态是周期变化的。由于光的波长很短，光子沿曲面的这种周期变化是不容易被观测到。同理，我们令T为垂直平面上的另一点（图中未画出），从T点到S1和S2的光程差TS1-TS2为波长的l/2×（2m+1）倍（m=±1，2，3，…）。从S1和S2出发的两列光子，将以1800的相位差达到T点。再令V为垂直平面上的另一点（图中未画出），从V到S1和S2的光程差也为道长l/2×（2m+1）倍。过T和V做一条曲线使这曲线上任一点到两定点S1和S2的距离之差为常数，这曲线也是一条双曲线，以XO为轴旋转同样将扫出一双曲面。所不同的是来自S1和S2的光子到达这曲面上的任意一点的相位差始终为1800，叠加后的最终状态是一个恒定的值。

图一是在S1到S2的距离为3l，P点的光程差为PS1-PS2=2l（m=2）这一简单情况下画出的。m=1的那条双曲线是垂直平面内光程差为l的那些点的轨迹。光程差为零（m=0）的各点的轨迹是过S1S2中点的一条直线。由它绕XO旋转而成的将是一个平面。图中还画出m=-1和m=-2的双曲线。在这种情况下，这五条曲线绕XO旋转而产生五个曲面，这五个曲面将S1和S2两光源所形成的能量场分成了6个左右对称的无限延伸的能量空间。屏幕上亮线将出现在屏幕与诸双曲面相交的那些曲线的任何所在位置上。如果两点光源间的距离是许多个波长，则将存在许多曲面，在这些曲面上各光子相互加强。因而在平行于两光源连线的屏幕上，将形成许多明暗相间的双曲线（几乎是直线）干涉条纹。而在垂直于两光源连线的屏幕上将形成许多明暗相间的圆形干涉条纹。两条相邻的明条纹之间的关系是光程差相差一个l，暗条纹与相邻明条纹之间相差l/2。干涉条纹从明到暗再到明之间的相位变化是从同相到相差1800相位再到同相。