光缆技术应知应会1-光学基础知识部分

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.内部公开英文标题:40-47pt副标题:26-30pt字体颜色:反白内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:35-47pt字体:黑体副标题:24-28pt字体颜色:反白字体:细黑体2020/1/19第一章光学基础知识光缆技术应知应会目录•第一章光学基础知识•1.1光的直线传播光速•1.1.1光源•1.1.2光的直线传播•1.1.3光速•1.2光的反射,平面镜,球面镜•1.2.1反射定律•1.2.2平面镜•1.2.3球面镜•1.3光的折射•1.3.1折射定律•1.3.2折射率•1.4全反射•1.4.1全反射•1.5棱镜.•1.5.1通过棱镜的光线.•1.5.2全反射棱镜.•1.5.3折射与光的色散•1.6光的微粒说和波动学•1.7光的干涉,衍射现象•1.7.1双缝干涉•1.7.2薄膜干涉•1.7.3波长与频率•1.7.4光的衍射.•1.8光的电磁说、电磁、波谱.•1.8.1光的电磁说.•1.8.2红外线.•1.8.3紫外线.•1.8.4伦琴射线.•1.8.5电磁波谱.•1.9光电效应•1.9.1光电效应•1.9.2光子说•1.9.3光电管•1.10光的波粒二象性HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page3第一章光学基础知识光纤通信技术的广泛应用大大推动了整个通信的发展,而在当初研究光纤和光纤通信的过程中,离开了光学基础知识是不可能有今天高度发展的光纤通信技术的,作为一名工程技术人员,无论从事光缆施工还是维护,也需要有一定的光学知识,才能对在工作中遇到的新问题作出准确的判断,从而能够具备解决问题的能力。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page41.1光的直线传播光速1.1.1、光源宇宙间的物体,有的是发光的,有的是不发光的.我们把发光的物体称为光源.太阳,电灯都是光源.光源发出的光,可以使物体发热,使照相底片感光,还能使光电池供电(图1-1),这些现象说明,光是有能量的,光能可以转化电能,化学能等其他形式的能.光源自己发光的时候,也在进行着能的转化,即把形式的能转化为光能.例如电灯把电能转化为光能,蜡烛把化学能转变为光能,太阳把原子能里面的能转化为光能等等.1.1.2、光的直线传播光能够在其中传播的物质叫媒质。从光源发出的光,在媒质里是怎样向周围传播的呢?我们知道,在任何一种媒质里,光总是沿着直线传播的,如果我们从暗室的窗上开一个小孔,让一束阳光从小孔射入,由于室内的尘埃微粒对阳光的反射,可以清楚地看出这束阳光的传播的路线是笔直的.这就是光沿着直线传播的直接证据。由于光的直线传播,我们不能看到墙壁后面发生的事情,也不能从弯管中看到周围的情景。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page5光的直线传播,使我们在研究光的行为时,可以用一条表示光束传播方向直线来代表这束光。这样的直线叫做光线.在画图的时候,我们经常给光线标上箭头来表示它的传播方向(图1-1)。图1-1光电池和微安表根据光沿直线传播的性质,如果知道一个发光体S射出的两条光线,只要把这两条光线向相反方向延长到它们的交点,就能确定发光体的位置(图1-2,甲).在大地测量中,要确定远处或不能接近的目标位置,就采用了这种方法(图1-2,乙)。ACB甲乙图1-2确定物体位置的方法ABMCD人人HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page6人的眼睛在面对观察物体的时候,根据两只眼睛对物体的视线间夹角可以判断物体的位置,也是这个道理(图1-3)眼睛眼睛图1-3眼睛根据光的直线传播确定物体的位置HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page71.1.3、光速人们已经知道,声音的传播是需要时间的,在20℃的空气中,声的传播速度是344米/秒。因此,我们常常根据看到闪电和听到雷声之间的时间间隔,来估计空气中放电的地点和我们之间的距离。当我们这样做的时候,是把光的传播看成是不需要时间的。但是,实际上光的传播也需要时间的,光也是有速度的。只不过是光速比声速大得多,与声音传播的时间比起来,光传播同样距离所需要的时间是微不足道的,可以忽略的。经过科学家们的努力,现在人们已经知道,光在真空中的传播速度为3.00*105千米/秒.1970年以后,出现了更精确的激光测速法。根据1975年第15层国际计量大会决定,真空中光速的最可靠性的数值是:C=299792.458±0.001千米/秒在一般的计算中可取C=3.00*105千米/秒HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page81.2光的反射,平面镜,球面镜1．2．1、反射定律不论透明物体还是不透明物体,都要反射一部分射到它表面上的光。实践证明,光在反射时遵循如下规律:反射光线跟入射光线和法线在同一平面上,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,射角等于入射角。如图1-4所示,这就是我们原来学过的反射定律。根据这个定律,我们知道,如果光线逆着原来反射的方向反射到反射面上,它就要逆着原来入射光线的方向反射出去,所以,在反射现象里,光路是可逆的。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page9有一些物体的表现,如镜面,高度抛光金属表面,平静的水面等,它们受到平行光的照射时,反射光也是平行的,如图1-5所示,这种反射叫镜面反射。所以,在镜面反射中,反射光向前一个方向,其他方向上没有反射线。大多数物体表面是粗糙得,不光滑的,即使受到平行光照射,也向各个方向反射光,这种反射叫做漫反射图1-6所示,借助漫反射,我们才能从各个方向看到被照明的物体,把它跟周围的物体区别开来。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidential英文标题:32-35pt颜色:R153G0B0内部使用字体:FrutigerNextLTMedium外部使用字体:Arial中文标题:30-32pt颜色:R153G0B0字体:黑体英文正文:20-22pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色内部使用字体:FrutigerNextLTRegular外部使用字体:Arial中文正文:18-20pt子目录(2-5级):18pt颜色:黑色字体:细黑体配色参考方案：建议同一页面内不超过四种颜色，以下是13组配色方案，同一页面内只选择一组使用。（仅供参考）客户或者合作伙伴的标志放在右上角.Page101．2．2、平面镜我们每天照镜子,从镜子上可以看到自己的像,日常生活用的镜子,表面是平的,叫平面镜。平面镜形成的像,既不放大,也不缩小.总是正立的,像和物体的不同点,只是左右相反,当你举起右手的时候,镜子的像却举起左手。平面镜是怎样成像得呢?图1-7甲中直线A.B表示图纸面垂直的平面镜,点S表示物体上的一点,从S出发画出的两条光线,其中一条光线SA与AB垂直,这条光线在A点沿AS的方向被反射回去;另一条光线SB在B点的反射光线是BC,两条反射线沿反方向延长交于镜子后方的一点S’.根据反射定律和平面几何知识,图1-7