首頁 了不起的物理

12 為什麽網絡連接要用光纖?

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我們現在的互聯網連接,用到了一個非常普遍的技術,叫光纖,光纖的形態,其實就是透明軟材料做的長圓柱體。光信號在光纖裏傳播,達到傳播信息的效果。但有一個問題,光纖明明是透明的,光從一頭射進去,為什麽不會從側麵跑出來呢?為什麽不管光纖怎麽繞彎,都可以做到讓光從一端射入,從另外一端射出呢?

光纖的原理叫光的全反射。首先要理解光的折射現象:光在兩種不同的透明介質中傳播,如果光不是垂直於介質的交界麵的話,就會發生折射現象。比如,一根筷子放在水裏,看上去就好像折了一個角度,這就是光的折射。

如果光斜著從空氣裏射入水中,通過入射點做一條垂直於交界麵的直線,這條線我們叫它“光軸”,光入射的方向跟光軸有個角度叫α角,光經過折射射進水中的方向跟光軸也有一個角度叫β角,這兩個角滿足這樣一種規律,如果光是從折射率小的介質射入折射率大的介質,則βα。空氣的折射率比水的折射率小,所以光如果是從空氣進入水,則αβ。

假設我們現在讓一條光線從折射率大的介質射入折射率小的介質,這種情況下α