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为什么可用光来传送声音和图像?

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1993年10月15日，纵贯北京到广州，途经8个省市、22个地市，总长4700千米的光缆通信干线正式开通。说起光纤通信，你可知道为什么能够用光来传送声音和图像呢？自古以来，就有利用光来传送信息的记载。我国数千年前用火光报告敌人入侵的烽火台，以及近代舰艇上用的旗语和灯号，都是用光作通信手段的实例。可是利用光来传送声音和图像却是新鲜的事。光为什么也能传送声音和图像呢？其实，光波像广播电台发出的中、短波和电视台发出的超短波一样，都是电磁波。所以，光完全可以用来作载波，传送声音和图像。只是用来作通信的光的波长，比最短的无线电波还要短得多。一般看得见的光，波长为0.4～0.7微米。而光纤通信中用的光，波长在0.8～1.2微米，是看不见的“近红外”光。这个波长范围内的光在光导纤维里的传输衰耗较小。那么，光传送信号为什么还要有光导纤维作通道呢？这是因为，光在空气中是直线传播的，一旦碰到障碍物，如大雨或大雾，光线就被阻挡，折射损耗。所以为了使光通信实用化，科学家研制成功一种损耗较小的玻璃丝——光导纤维（简称光纤）。这种光纤能把光传送过去，就像电线能把电传送过去一样。光在光纤内传输，是利用全反射的原理来减少损耗。我们在游泳的时候，在水底下往上望，看不见水面上的景物。这就是因为水和空气的折射率不一样，在水和空气的界面上产生了全反射的缘故。同样，光纤的圆心和圆周部分的折射率不同。由于全反射，在一定的入射角范围内，光束不会散射出去，被完全限制在光纤内部传输，避免不必要的“漏”射损耗。光纤很细，直径一般在50～150微米的范围内。为了增加它的机械强度，通常要在它的表面上敷上一层高分子材料，使它具有一定的抗拉强度和抗弯强度。光纤通信的优点很多。它的传输容量大，频带可达1000兆赫，也就是说，用它来载波，就有可能同时传送十万余路双向电话，或上百个电视节目。它不怕电磁干扰，串话极小，保密性强。用多根光纤构成的光缆，分量很轻，敷设方便。它用的原料是资源丰富，取之不尽，用之不竭的二氧化硅（玻璃），因此可以节省大量的有色金属。光纤通信优点很多，科学家预言，通信传输的未来，将是属于光纤通信的。

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