📄 一句话概括
光纤靠全反射把光关在芯里传输:芯的折射率高、包层低,光在交界处反复全反射前进,几乎不泄漏——所以损耗小、带宽大、不受电磁干扰。
📝 本节和前面几节的关系
4.1 用铜线讲完了接入;本篇换成另一种介质——光。
一、全反射
芯(折射率高)+包层(折射率低); 入射角足够大时,光在交界处被完全反射回芯内—— 于是光被【关】在细芯里一路前进。
二、三个好处
损耗小(可跑几十公里)、带宽大、抗电磁干扰。
三、动手 Demo:光纤为什么快
全反射原理:
for s in ['芯(折射率高) + 包层(折射率低)',
光在交界处反复全反射 -> 沿芯前进,几乎不泄漏']:
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实跑输出:
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光纤为什么快
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光纤靠【全反射】把光关在芯里走:
芯(折射率高) + 包层(折射率低)
光在交界处反复全反射 -> 沿芯前进,几乎不泄漏
相比铜线:损耗小、带宽大、不受电磁干扰——
所以能一口气跑几十公里不用中继。
⚠️ 教学提醒:不要直视光纤端面—— 激光对眼睛有伤害,这是机房的基本安全常识。
30 秒实验
- 查查单模光纤芯径参数(约 9 微米)。
- 想想为什么光纤不怕电磁干扰(光与电磁是两回事)。
- 对比铜线 100 米与光纤几十公里的距离差距。
常见误区
- 以为光纤是【空心管】——是两层不同折射率的玻璃。
- 以为光在里面【直走】——靠全反射曲折前进。
自测三问(点开对答案)
1. 全反射的条件是什么? —— 芯折射率高于包层、入射角足够大。 2. 光纤的三个好处? —— 损耗小、带宽大、抗干扰。 3. 安全提示是什么? —— 不要直视端面(激光伤眼)。- ☐ 下一节(4.2.2 光纤的传输方式)
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