實驗裝置

將雷射光源對準光纖。

實驗目的

利用一根特殊材質棒子與雷射光源，來模擬並觀察光在光纖中的全反射現象。

實驗演示

實驗時首先將雷射光源對準棒子的一端，觀察雷射光在棒子內的傳遞路徑，並且通過此棒從另一端出來的現象，這就是光纖的全反射現象。可以嘗試改變雷射光源對棒子的入射角度，觀察不同角度有什麼不一樣。

示範實驗

原理說明

光導纖維，簡稱光纖，是一種導致光在玻璃或塑料製成的纖維中的全反射原理傳輸的光傳導工具。微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至於斷裂。光線在兩種介質間傳輸時，會由於折射率的不同，而產生偏折，一部分反射、一部分則會折射。其入射角與折射角遵守

n1sinθ1 = n2sinθ2

但是當折射角大於90∘時，會產生全反射，即所有的光線都會反射，而沒有折射的光線。反射的光線會照鏡面法線對稱反射回去。

思考問題

請思考密介質與疏介質直觀的物理意義，請問在使用光纖的材料上有沒有什麼限制？

生活中的應用

光纖具有傳遞光的功能，由於傳統的電路受到集膚效應(skin effect)限制，然而對於光子卻不受到限制，因此光纖可承載頻寬非常的大，不受電磁及溫度干擾，可以應用於積體電路，對於網路、通信等生活方面有重要的影響力。

參考資料

Fundamentals of Physics, Halliday

工作人員

鍾旻峰、鄭兆文、陳柏中、魏銘良

林奕廷、廖冠翔、周貞佑

指導老師

傅昭銘教授