光纖傳輸教具的制作與應(yīng)用

萬建軍

【摘要】光在光纖中傳輸?shù)默F(xiàn)象在日常生活中接觸到的機(jī)會很少，學(xué)生會形成許多錯誤的認(rèn)識。教材中的演示實驗，在光纖的另一端不易觀察到明顯的現(xiàn)象，更不易說明光纖能彎曲導(dǎo)光的特點(diǎn)，為提高實驗效果，克服教材實驗中的不足，對教材的實驗裝置做了改進(jìn)和創(chuàng)新，既有趣又新穎，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】光纖 傳輸 直觀 新穎

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）08-0178-01

“研究光纖是怎樣傳輸光信號的”是江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社物理教材第17章電磁波與現(xiàn)代通信第三節(jié)“現(xiàn)代通信——走進(jìn)信息時代”的內(nèi)容。光在光纖中傳輸?shù)默F(xiàn)象在日常生活中接觸到的機(jī)會很少，因此讓學(xué)生做一做、想一想很有必要。但很多教師在引導(dǎo)探究時也是一帶而過，因此學(xué)生會形成許多錯誤的認(rèn)識。教材中的演示實驗（如右圖），只有將光纖彎曲成S形，才能讓學(xué)生體會到，光是從光纖的一端經(jīng)過多次反射而傳播到另一端的。由于外界燈泡光線的干擾，在光纖的另一端不易觀察到明顯的現(xiàn)象，更不易說明光纖能彎曲導(dǎo)光的特點(diǎn)。為了排除燈泡光線的影響，直觀、方便地觀察光纖能導(dǎo)光、能彎曲導(dǎo)光，提高課堂效率，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，分析教材實驗中的不足，對教材的實驗裝置做了改進(jìn)和創(chuàng)新，自制了“觀察光纖傳輸”的教具，既有趣又新穎，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.制作工具

剪刀、尖嘴鉗、錘子、銼刀、木塊、大鐵釘。

2.制作材料

強(qiáng)光手電筒、24芯單模光纜約30cm、廢舊簽字筆筆管、水果罐頭的鐵皮瓶蓋、錫箔紙、黑布、502膠、橡皮泥。

3.制作方法

①將24芯單模光纜用剪刀去掉外皮，留下內(nèi)部的塑料光纖備用。取出廢舊簽字筆筆管，用剪刀去掉頭尾，管口用銼刀磨平，以防劃到手。把光纖插進(jìn)筆管內(nèi)，約7根，將其插緊，滴一滴502膠，以防脫落，光纖露出部分用剪刀修齊（圖1）；

②取出水果罐頭的鐵皮瓶蓋，將鐵皮瓶蓋外側(cè)用剪刀剪掉，留下中間的薄鐵皮。用尖嘴鉗將薄鐵皮沿外側(cè)彎折，以便能抓緊強(qiáng)光手電筒的燈頭。把水果罐頭的鐵皮瓶蓋墊在木塊上，用錘子和鐵釘在瓶蓋中心打一個圓孔，將剪刀頭部刺入、旋轉(zhuǎn)，將孔擴(kuò)大，直至簽字筆筆管正好能塞入為止，用銼刀將鐵皮瓶蓋磨整，將橡皮泥抹在筆管與罐頭瓶蓋的接頭處，不能漏光，作為遮光蓋（圖2）；

③取出強(qiáng)光手電筒、錫紙，在強(qiáng)光手電筒周圍的反光面上，貼上錫紙，這樣既能使反射的光更加明亮、集中，又不易使光透過反光罩，削弱光纖的亮度（圖3）；

④取出黑布，在強(qiáng)光手電筒燈頭的外殼上包上一層黑布，用尖嘴鉗彎折調(diào)整遮光蓋，使其大小合適，以使罐頭蓋做成的遮光蓋能緊扣在手電筒的燈頭上，使其不至漏光，這樣才能襯托光纖輸出端的鮮艷明亮；

⑤裝配順序如圖4，裝配時要注意安全，防止手被劃傷，簽字筆筆管中的光纖束要對準(zhǔn)且緊靠電珠。完成后如圖5。

4.使用方法

①關(guān)閉手電筒，觀察光纖另一端，沒有光輸出；

②打開電筒，觀察光纖另一端，可以觀察到鮮艷明亮的光從光纖另一端輸出；

③打開電筒，將光纖彎曲成S形，依然可以觀察到鮮艷明亮的光從光纖另一端輸出；

5.特點(diǎn)及用途

教具用橡皮泥、黑布、罐頭瓶蓋遮住了強(qiáng)光手電筒外漏的光，并用錫紙使反射的光更加集中，從而使強(qiáng)光手電筒的光集中在光纖中傳播。能讓學(xué)生直觀、方便地觀察出光在光纖中的傳播，彎曲光纖，也能觀察出光在光纖中的傳播。當(dāng)鮮艷明亮的光從光纖的另一端傳來時，不僅能讓學(xué)生體會到光是從光纖的一端經(jīng)過多次反射而傳播到另一端的，還能讓學(xué)生充分感受到了科技進(jìn)步的魅力。實驗若能在較暗的環(huán)境下進(jìn)行，可以突出實驗現(xiàn)象，提高課堂效率。

6.總結(jié)

“觀察光纖傳輸”的教具取材方便，制作成本低，制作簡單，操作方便，克服了教材中實驗現(xiàn)象難以觀察、實驗過程不夠安全、光在光纖中是怎樣傳輸?shù)碾y以理解的不足。有條件的學(xué)?？梢宰寣W(xué)生自己動手觀察，既有趣又新穎，使學(xué)生樂學(xué)、愛學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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