马龙论文纲要

《马龙论文纲要》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、四川师范大学毕业论文纲要学生姓名马龙学号2011070237专业物理学论文题目光传播与介质的关系选题背景与意义。21世纪将人们带入了一个崭新的信息化时代，信息学科与信息产业的蓬勃发展引领光电信息技术在通信，勘探，测量，成像等诸多领域的应用不断深入。正是在信息技术的广泛运用下，光学，这一古老而神秘的学科，在当今这个信息时代焕发出新的光彩。而光在不同的介质屮传播具有不同的特性，因此，对光传播与介质的关系的研究就显得尤为重要。很久以前，人类就开始利用火来传递信息。例如，在古代时期的以色列，人们用火来表示一个新的刀份的开始；到了

2、中世纪的早期，俄罗斯士兵利用火來通报敌情；在我国古代建造的烽火台等。由此可见，人们在远古的时候就开始以最原始的方式试图利用光在两个较远的距离间进行传输某种信息。因为光的可见性以及易于使用，这种传输信息的方式变得非常的实用，但也有局限性，其有限的传输距离以及传输信息最的约束使得通信方式难以得到广泛的运用。20世纪60年代早期激光的发现使得人们対光通信产生的浓厚的研究兴趣，但是在空气屮进行多次试验尝试之示，由于空气屮的物质对激光的吸收以及恶劣的气候的影响，大大的约束了激光传输的距离。因此，人们希望找到一种介质能够很好的传输光

3、，只要有了这种介质就可以是光通信变的实用。在未找到此种介质前，科学家和工程师显示从提高信号载波的频率入手开始研究。最后发现利用无线电频率到微波的转移可以使一个给定系统的信息运载能力提高数卜倍，但是，信号的载波超过100GHz后，微波就会与红外区域重磴，导致空气中微波衰减严重，只能适用于非常短的距离间传输倍号。随后人们开始尝试利用一种波导结构来传输超高频电磁波。在20壯纪60年代后期和70年代初期，贝尔实验室的研究人员设计并制作了一•种波导装置此装置每个单元拥侑238000个语音信道，但是那种旧式的内径为几厘米的两端开口的

4、钢管，在实际使用屮这种装置效率仍然十分的低，不能得到人规模是使用。当技术人员将载波的频率调到光波所在的频率范围时，这使通信链路推向了人类通倍史上非常重大的技术发展阶段。1870年，英国的物理学家JoanTyndall验证了光可以在弯1111的水流中进行传输，肓到1951年研究人员才研制出笫一个光导纤维镜，它可以用來传输人体内部器官的图像。1966年华裔科学家高锅在英国发表了一篇“用于光频率的绝缘纤维表面波导管”的论文，这篇论文为打开光纤技术奠定了基础。高棍博士认为：“当玻璃纤维传输损耗达到1000dB/km吋，如此人的传

5、输损耗不是石英光纤所具冇的基木特性，而是材料屮含冇过渡金属离了等杂质所产牛•的。如果将材料中提纯到一定的范围则可以使光纤的传输损耗大大的降低”。自1970年世界上第一根低损耗光纤问世以来，光纤行业得到飞速的发展。真正运行的光纤通信系统比比皆是，新的设备、新的运用还在不断的更新。光纤通信所能实现的功能早己大大超过铜缆传输系统。光纤通信技术使得我们身处其小的社会发展至信息社会成为可能。光纤通信与尚存的铜线运用以及无线系统构成简单的信息基础架构。满足现在人们高速发展的需求。光是人类认识和改造世界的丄具,是信息的理想载体。当光与

6、传统材料的原子相互作用吋，山于磁场分量与原子的作用非常弱而被忽略掉，只考虑电场分量。而超常介质的出现改变了传统的观点。由于超常介质是磁性介质,光的电场和磁场分量均打人造材料的原子耦合，此时必须同时考虑电场和磁场效应。超常介质是一种人工功能材料，它具有自然材料所不具有的性质,几其性质町以根据盅耍人为调节。最奇特的超常介质是负折射介质(NIM),它最初在微波段实现，由于纳米制造技术和亚波长成像技术的发展，超常介质很快被光学研究者釆用。负折射率超常介质的获得开辟了一个全新的光学研究领域,并导致产生全新的操控光的技术和方法,也使

7、研究者有机会重新思考•些基本的物理规律。负折射率超常介质的介电常数和磁导率都为负，折射率取负值，电磁波在这种介质中传播时，其波矢、电场和磁场形成不同于传统介质右手关系的左手关系，因此乂把这种介质称为左手物质(LHM),以区别于传统的右手物质(RHM)。负折射介质具冇很多奇异特性，将在新型的无线通信、光通信、雷达、传感、成像技术等众多领域有重要应用前景。选题研究的方法与主要内容。本文分为三部分，第一部分是讨论光传播的速度与介质的关系，第二部分是讨论在均匀介质小光传播与介质的关系，第三部分是讨论在非均匀介质屮光传播与介质的关

8、系。在第一部分中，我们首先从电磁波的角度来分析，入射光的电磁场会扰动介质屮的帯电粒子（主要是原了中的电了），被扰动的带电粒了又会垂新发出电磁波，这个新发出的电磁波和原先的入射波相比会有一个相移。当然我们最终看到的结果是被扰动的带电粒子发出的电磁波和原先的入射电磁波的叠加，综合结果就是电磁波传播速度变慢。第二部分中，主