光纤传输教具的制作与应用

万建军

【摘要】光在光纤中传输的现象在日常生活中接触到的机会很少，学生会形成许多错误的认识。教材中的演示实验，在光纤的另一端不易观察到明显的现象，更不易说明光纤能弯曲导光的特点，为提高实验效果，克服教材实验中的不足，对教材的实验装置做了改进和创新，既有趣又新颖，激发了学生的学习兴趣。

【关键词】光纤 传输 直观 新颖

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）08-0178-01

“研究光纤是怎样传输光信号的”是江苏凤凰科学技术出版社物理教材第17章电磁波与现代通信第三节“现代通信——走进信息时代”的内容。光在光纤中传输的现象在日常生活中接触到的机会很少，因此让学生做一做、想一想很有必要。但很多教师在引导探究时也是一带而过，因此学生会形成许多错误的认识。教材中的演示实验（如右图），只有将光纤弯曲成S形，才能让学生体会到，光是从光纤的一端经过多次反射而传播到另一端的。由于外界灯泡光线的干扰，在光纤的另一端不易观察到明显的现象，更不易说明光纤能弯曲导光的特点。为了排除灯泡光线的影响，直观、方便地观察光纤能导光、能弯曲导光，提高课堂效率，结合多年教学经验，分析教材实验中的不足，对教材的实验装置做了改进和创新，自制了“观察光纤传输”的教具，既有趣又新颖，激发了学生的学习兴趣。

1.制作工具

剪刀、尖嘴钳、锤子、锉刀、木块、大铁钉。

2.制作材料

强光手电筒、24芯单模光缆约30cm、废旧签字笔笔管、水果罐头的铁皮瓶盖、锡箔纸、黑布、502胶、橡皮泥。

3.制作方法

①將24芯单模光缆用剪刀去掉外皮，留下内部的塑料光纤备用。取出废旧签字笔笔管，用剪刀去掉头尾，管口用锉刀磨平，以防划到手。把光纤插进笔管内，约7根，将其插紧，滴一滴502胶，以防脱落，光纤露出部分用剪刀修齐（图1）；

②取出水果罐头的铁皮瓶盖，将铁皮瓶盖外侧用剪刀剪掉，留下中间的薄铁皮。用尖嘴钳将薄铁皮沿外侧弯折，以便能抓紧强光手电筒的灯头。把水果罐头的铁皮瓶盖垫在木块上，用锤子和铁钉在瓶盖中心打一个圆孔，将剪刀头部刺入、旋转，将孔扩大，直至签字笔笔管正好能塞入为止，用锉刀将铁皮瓶盖磨整，将橡皮泥抹在笔管与罐头瓶盖的接头处，不能漏光，作为遮光盖（图2）；

③取出强光手电筒、锡纸，在强光手电筒周围的反光面上，贴上锡纸，这样既能使反射的光更加明亮、集中，又不易使光透过反光罩，削弱光纤的亮度（图3）；

④取出黑布，在强光手电筒灯头的外壳上包上一层黑布，用尖嘴钳弯折调整遮光盖，使其大小合适，以使罐头盖做成的遮光盖能紧扣在手电筒的灯头上，使其不至漏光，这样才能衬托光纤输出端的鲜艳明亮；

⑤装配顺序如图4，装配时要注意安全，防止手被划伤，签字笔笔管中的光纤束要对准且紧靠电珠。完成后如图5。

4.使用方法

①关闭手电筒，观察光纤另一端，没有光输出；

②打开电筒，观察光纤另一端，可以观察到鲜艳明亮的光从光纤另一端输出；

③打开电筒，将光纤弯曲成S形，依然可以观察到鲜艳明亮的光从光纤另一端输出；

5.特点及用途

教具用橡皮泥、黑布、罐头瓶盖遮住了强光手电筒外漏的光，并用锡纸使反射的光更加集中，从而使强光手电筒的光集中在光纤中传播。能让学生直观、方便地观察出光在光纤中的传播，弯曲光纤，也能观察出光在光纤中的传播。当鲜艳明亮的光从光纤的另一端传来时，不仅能让学生体会到光是从光纤的一端经过多次反射而传播到另一端的，还能让学生充分感受到了科技进步的魅力。实验若能在较暗的环境下进行，可以突出实验现象，提高课堂效率。

6.总结

“观察光纤传输”的教具取材方便，制作成本低，制作简单，操作方便，克服了教材中实验现象难以观察、实验过程不够安全、光在光纤中是怎样传输的难以理解的不足。有条件的学校可以让学生自己动手观察，既有趣又新颖，使学生乐学、爱学。

参考文献：

[1]雷宏.自制教具：水蒸气液化装置[J].物理教学，2016，11：41-42.

[2]刘炳升，李容等.义务教育课程标准实验书物理9年级下册[M].江苏科学技术出版社，2015.