光纖的射線理論分析說(shuō)課稿
一、說(shuō)教材
本節(jié)課內(nèi)容選自《光纖通信原理》第二章第二節(jié)。
1.教材主要內(nèi)容:
。1)光的反射和折射
(2)光的全反射及應(yīng)用
。3)階躍型光纖中光射線的分析
2.教材的地位和作用
本節(jié)內(nèi)容是《光纖通信原理》這整本教材講述光纖通信是怎么回事的開(kāi)始,也是后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的必要基礎(chǔ)。
二、學(xué)生分析
本次課前面已講述過(guò)了光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu),學(xué)生對(duì)如此細(xì)小的光纖卻能比粗得多的電纜傳更多的電話有了新奇感。但所教學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差,中學(xué)時(shí)所積累的知識(shí)比較薄弱。并且學(xué)習(xí)主動(dòng)性較欠缺,容易對(duì)一門課,失去信心和耐心。因此培養(yǎng)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和耐心至關(guān)重要。
三、說(shuō)教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)通過(guò)在對(duì)光的反射、折射及全反射的復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上,使學(xué)生理解光能在光纖中傳波的原理及條件。
。2)理解階躍型光纖的主要特性參數(shù)及物理意義。
2.情感、態(tài)度目標(biāo)
通過(guò)本節(jié)課講解用以前所學(xué)知識(shí)解釋通信上的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用,讓學(xué)生了解,光纖通信并不難學(xué),——中學(xué)知識(shí)就能解決。以此樹立起學(xué)好這門課的信心。
四、說(shuō)教法
本節(jié)課圖例采用幻燈片動(dòng)畫效果,以此吸引學(xué)生的注意力和幫助學(xué)生理解。并且在教學(xué)過(guò)程中采用逐問(wèn)逐答的循序漸進(jìn)的方式,幫助學(xué)生記憶起曾學(xué)過(guò)的知識(shí)(光的反射、折射、全反射)
五、說(shuō)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.光在介質(zhì)交界面產(chǎn)生全反射的條件,光纖傳光原理
2.階躍型光纖主要的一些特性參數(shù)
六、說(shuō)教學(xué)程序
1.導(dǎo)入本課內(nèi)容
利用幻燈片觀看幾張光纖傳光的圖片,以引起學(xué)生的興趣,然后問(wèn),“那么光是怎么樣才能在這么細(xì)小的光纖中向前傳播的?”接下來(lái)還是自我回答,“就是應(yīng)用初中學(xué)過(guò)的全反射”,引出本節(jié)課的內(nèi)容提要。
2.本課內(nèi)容
(1)復(fù)習(xí)光的反射、折射、和全反射
考慮到這些知識(shí)點(diǎn)對(duì)后續(xù)內(nèi)容的`重要性及學(xué)生的知識(shí)素質(zhì)較差這兩個(gè)情況,這幾點(diǎn)內(nèi)容稍加詳細(xì)講解。
首先給出一幅光的折射和反射圖。講解三個(gè)角的含義,并引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出三個(gè)角間的關(guān)系式——反射定律和折射定律。
在了解了折射定律的情況下,問(wèn)學(xué)生可不可能入射光線全部產(chǎn)生反射,提高學(xué)生用折射定律去思考這個(gè)問(wèn)題。等學(xué)生回答后不馬上給出答案,往下利用折射定律進(jìn)行分析,最后得出可以產(chǎn)生全反射,但必須符合兩個(gè)條件。
。2)講授新課
應(yīng)用光的全反射原理解釋光能在光纖中傳播的原因及傳播方式,用圖加深理解,并指明為什么纖芯折射n1要大于包層折射率n2
光纖主要特性參數(shù)是本課內(nèi)容的一個(gè)重點(diǎn),折射率差Δ這個(gè)參數(shù),比較好理解。重點(diǎn)是數(shù)值也徑NA和時(shí)延差τ。講解數(shù)值孔徑時(shí),直接給出NA的物理意義,看圖加深理解。圖中兩條光線,一條符合全反射能向前傳播另一條不符合全反射原理不能身前傳播。再根據(jù)折射定律,推導(dǎo)出NA與折射率間的關(guān)系;時(shí)延差指的是不同角度的入射光線在光纖中傳播相同的長(zhǎng)度L時(shí),所用的時(shí)間不同。給出這個(gè)時(shí)延差的定義后,展示一張圖片,不同角度的光線走過(guò)一段光纖,路程不同所用的時(shí)間不同。由于時(shí)延差的存在會(huì)造成信號(hào)的畸變。
。3)小結(jié)
板書,邊回憶,邊書寫本課主要內(nèi)容。以幫助學(xué)生鞏固。
●光的反射和折射
反射定律:θ1=θ2
折射定律:
n1sinθ1=n2sinθ2
●光的全反射產(chǎn)生全反射的條件
n1>n2
90°>θ1>θc
●階躍型光纖中光射線分析
▲階躍型光纖中的光射線
子午線
斜射線
▲階躍型光纖主要特性參數(shù)
相對(duì)折射率指數(shù)差:Δ=(n12—n22)/2n12
數(shù)值孔徑:NA=sinθmax=n1
時(shí)延差:
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