Николай Глухов - Беседы о физике и технике

Тут можно читать онлайн Николай Глухов - Беседы о физике и технике - бесплатно полную версию книги (целиком) без сокращений. Жанр: sci_tech, издательство Высшая школа, год 1990. Здесь Вы можете читать полную версию (весь текст) онлайн без регистрации и SMS на сайте лучшей интернет библиотеки ЛибКинг или прочесть краткое содержание (суть), предисловие и аннотацию. Так же сможете купить и скачать торрент в электронном формате fb2, найти и слушать аудиокнигу на русском языке или узнать сколько частей в серии и всего страниц в публикации. Читателям доступно смотреть обложку, картинки, описание и отзывы (комментарии) о произведении.
  • Название:
    Беседы о физике и технике
  • Автор:
  • Жанр:
  • Издательство:
    Высшая школа
  • Год:
    1990
  • Город:
    Москва
  • ISBN:
    5-06-000631-Х
  • Рейтинг:
    4/5. Голосов: 11
  • Избранное:
    Добавить в избранное
  • Отзывы:
  • Ваша оценка:
    • 80
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

Николай Глухов - Беседы о физике и технике краткое содержание

Беседы о физике и технике - описание и краткое содержание, автор Николай Глухов, читайте бесплатно онлайн на сайте электронной библиотеки LibKing.Ru
В книге рассмотрены последние достижения физики и их применения в ряде отраслей современного производства, приборостроения, в электронике, связи, транспорте и медицине. Изложены физические основы мембранной технологии, перспективы использования солитонов и другие вопросы. Книга предназначена для дополнительного чтения по физике в средних специальных учебных заведениях. Может быть полезна учителям физики и учащимся школ и профтехучилищ.

Беседы о физике и технике - читать онлайн бесплатно полную версию (весь текст целиком)

Беседы о физике и технике - читать книгу онлайн бесплатно, автор Николай Глухов
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать

Однако волноводы с малым поперечным сечением пропустят и небольшую световую мощность. Использование большого числа тонких волноводов, скомпонованных в многожильный жгут, решает проблему сохранения мощности излучения.

Мы остановимся подробнее лишь на одном типе волокон — диэлектрическом — как наиболее перспективном виде оптических волноводов.

ОХАРАКТЕРИЗУЙТЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ

Диэлектрические волноводы получили широкое распространение. Их выполняют в виде пленок, стержней, толстых и тонких нитей (волокон) из прозрачного диэлектрика. На рис. 39 показано оптическое волокно в разрезе.

Рис 39 Оптическое волокно в разрезе Здесь 1 сердцевина волокна диаметром d - фото 37

Рис. 39. Оптическое волокно в разрезе

Здесь 1 — сердцевина волокна диаметром d 1и показателем преломления n 1 , 2 — оболочка волокна (наружный диаметр d 2, показатель преломления n 2). Сердцевину волокна обычно изготовляют из высокопреломляющих тяжелых флинтов, тогда как для оболочки используют легкие кроны.

Показатели преломления nn 2должны удовлетворять условию

n 1 > n 2

Диаметр сердцевины может в широком интервале: от миллиметров до микрометров.

Направляющие свойства оптических волокон обусловлены, как мы уже установили ранее, полным отражением света от поверхности, разграничивающей сердцевину волокна и его оболочку.

Если d 1>> λ , то волокно называют толстым , а при d 1 ~< λ — тонким .

Волокна могут быть собраны в жгуты, в которых содержится 10 6и более отдельных волокон. При плотной упаковке волокон в жгуте возможно просачивание световой энергии из одного волокна в другое. Хотя этому препятствует оболочка волокна, но более надежно предохраняют от просачивания света наносимые на волокна специальные покрытия.

ЧЕМ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ТОЛСТОМ ВОЛОКНЕ ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА В ТОНКОМ ВОЛОКНЕ?

Распространение света в толстом волокне подчиняется законам геометрической оптики . Для простоты будем рассматривать световые лучи, которые распространяются в диаметральных плоскостях, пересекая ось волокна (меридиональные лучи). На рис. 40 изображен один из меридиональных лучей, падающих на границу между сердцевиной и оболочкой волокна под предельным углом полного отражения α 2. Угол α , под которым луч падает из внешней среды на торец волокна, носит название максимального угла падения входного луча.

Рис 40 Распространение света в толстом волокне Если I 0и I 1 интенсивности - фото 38

Рис. 40. Распространение света в толстом волокне

Если II 1— интенсивности соответственно входящего и выходящего из волокна световых потоков, то Т = I 1/ I 0называют светопропусканием волокна. Оно зависит от ряда факторов: степени прозрачности сердцевины, волокна и оболочки, отражающей способности поверхности раздела сердцевины и оболочки, потерь отраженного света на торцах волокон. Результаты, полученные для светопропускания и других характеристик прямого волокна, оказываются справедливыми и для изогнутого волокна, если его радиус изгиба R удовлетворяет эмпирическому условию R/d 1> 60. Элемент, такого изогнутого световода представлен на рис. 41.

Рис 41 Передача изображения в световоде Исследуя распространение света в - фото 39

Рис. 41. Передача изображения в световоде

Исследуя распространение света в случае тонких волокон, уже необходимо использовать представления волновой оптики и рассматривать картину распространения по волокну различных мод. Для достаточно тонких волокон ( d 1~= λ ) в соответствии с ранее приведенным выражением для N может быть реализован одномодовый режим. Условие осуществления одномодового режима может быть представлено в виде

Следовательно для получения одномодового режима необходимо уменьшить не только - фото 40

Следовательно, для получения одномодового режима необходимо уменьшить не только диаметр волокна, но и разницу в показателях преломления сердцевины и оболочки.

Следует отметить существенное различие в распространении света в тонких и толстых волокнах. Так как при полном отражении интенсивность светового поля в среде с меньшей оптической плотностью не равна нулю и уменьшается по мере удаления от границы раздела, но в тонком волокне часть световой мощности распространяется не по сердцевине, а по оболочке. И в тонких волокнах в отличие от толстых доля световой мощности, распространяющейся в оболочке, весьма существенна.

Если в толстых волокнах светопропускание определялось прозрачностью в основном сердцевины волокна, то в тонких волокнах более важную роль играют свойства оболочки волокна.

ГДЕ ПРИМЕНЯЮТ ОПТИЧЕСКИЕ СВЕТОВОДЫ?

За короткое время, прошедшее после создания первых образцов световодов, проблема из научной перешла в техническую. Началась разработка световодных кабелей и аппаратуры (источников и приемников излучения и др.), которые удовлетворяли бы практическим целям передачи информации на значительные расстояния. Появились и так называемые активные волокна, способные усиливать проходящее через них излучение.

Как звуковая волна в переговорной трубке или трубе духового музыкального инструмента от источника его возникновения передается к слушателю, так и свет бежит по световоду, неся информацию либо в виде изображения тех или иных объектов, либо закодированную цифровую информацию.

Первое применение световоды получили в медицине. Появилась возможность для просматривания желудка и других внутренних органов вводить туда тонкие жгутики из двух световодов (по одному подают свет, а по другому — изображение рассматриваемого объекта). Световоды используют также в технике, с их помощью рассматривают внутренние части машин, недоступные для визуального осмотра.

Использование в качестве световодов диэлектриков с оптическими свойствами более высокими, чем у стекла, сделало световоды серьезными конкурентами традиционным линиям связи (в тех случаях, когда речь не идет о связи между движущимися объектами). Это относится прежде всего к системам промышленного контроля и управления, а также низовым телефонным сетям внутри ЭВМ.

КАКОВЫ ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ?

Наибольший эффект применение волоконно-оптических линий связи (из-за их помехоустойчивости, малого веса, будущей дешевизны) даст там, где может быть использована их большая пропускная способность.

Читать дальше
Тёмная тема
Сбросить

Интервал:

Закладка:

Сделать


Николай Глухов читать все книги автора по порядку

Николай Глухов - все книги автора в одном месте читать по порядку полные версии на сайте онлайн библиотеки LibKing.




Беседы о физике и технике отзывы


Отзывы читателей о книге Беседы о физике и технике, автор: Николай Глухов. Читайте комментарии и мнения людей о произведении.


Понравилась книга? Поделитесь впечатлениями - оставьте Ваш отзыв или расскажите друзьям

Напишите свой комментарий
x