功能各異的無(wú)機(jī)非金屬材料

1、第二單元第二單元 功能各異的無(wú)機(jī)非金屬材料功能各異的無(wú)機(jī)非金屬材料 無(wú)機(jī)非金屬材料種類繁多，功能各異，無(wú)機(jī)非金屬材料種類繁多，功能各異， 應(yīng)用十分廣泛，其歷史可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。應(yīng)用十分廣泛，其歷史可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。 從我們的祖先用黏土制作陶器，到現(xiàn)代從我們的祖先用黏土制作陶器，到現(xiàn)代 人通過光導(dǎo)纖維通訊聯(lián)系，人類利用自然界人通過光導(dǎo)纖維通訊聯(lián)系，人類利用自然界 提供的各種資源，研制了許許多多的無(wú)機(jī)非提供的各種資源，研制了許許多多的無(wú)機(jī)非 金屬材料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫慕饘俨牧?。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奶沾商沾?、玻?璃器皿璃器皿，煤氣爐具點(diǎn)火裝置使用的，煤氣爐具點(diǎn)火裝置使用的壓電陶瓷壓電陶瓷， 電

2、器設(shè)備中的電器設(shè)備中的半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料，電視顯像管中的，電視顯像管中的 熒光粉熒光粉，磁帶和磁性陶瓷使用的，磁帶和磁性陶瓷使用的磁性材料磁性材料， 醫(yī)療中使用的醫(yī)療中使用的人造牙齒人造牙齒等，都屬于無(wú)機(jī)非金等，都屬于無(wú)機(jī)非金 屬材料。屬材料。 石器石器燧石取火燧石取火 硅酸鹽硅酸鹽水泥、玻璃、陶瓷水泥、玻璃、陶瓷 二氧化硅二氧化硅光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 單晶硅單晶硅集成電路集成電路 傳傳 統(tǒng)統(tǒng) 材材 料料 人人 類類 文文 明明 發(fā)發(fā) 展展 史史 新新 型型 材材 料料 信信 息息 材材 料料 1 1從黏土到陶瓷從黏土到陶瓷 科學(xué)家用五個(gè)里程碑和三大技術(shù)科學(xué)家用五個(gè)里程碑和三大技術(shù) 突破來(lái)總結(jié)中

3、國(guó)陶瓷的整個(gè)發(fā)展過程：突破來(lái)總結(jié)中國(guó)陶瓷的整個(gè)發(fā)展過程： 1。新石器時(shí)代早期陶器的出現(xiàn)；。新石器時(shí)代早期陶器的出現(xiàn)； 2。新石器時(shí)代晚期印紋硬陶和商、周。新石器時(shí)代晚期印紋硬陶和商、周 時(shí)期原始瓷的燒制成功；時(shí)期原始瓷的燒制成功； 3。漢晉時(shí)期南方青釉瓷的誕生；。漢晉時(shí)期南方青釉瓷的誕生； 4。隋唐時(shí)期北方白釉瓷的突破；。隋唐時(shí)期北方白釉瓷的突破； 5。宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕。宋代到清代顏色釉瓷、彩繪瓷和雕 塑陶瓷的輝煌成就。塑陶瓷的輝煌成就。 傳統(tǒng)的陶瓷工藝傳統(tǒng)的陶瓷工藝 陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成陶器和瓷器的坯體都是用黏土制成 的，制作瓷器的黏土較純凈。普通陶器的，制作瓷器的黏

4、土較純凈。普通陶器 較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果較為粗糙，有不同程度的滲透性。如果 在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面在坯體上涂上彩釉，燒制后可得到表面 光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。光滑、不滲水、色彩絢麗的陶瓷器具。 2 2形形色色的玻璃形形色色的玻璃 采光、隔熱及裝飾都需要使用玻璃。色彩斑采光、隔熱及裝飾都需要使用玻璃。色彩斑 斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。斕的玻璃器皿和玻璃工藝品美化了人們的生活。 普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因?yàn)榉謩e含有普通玻璃的暗綠色、淺棕色是因?yàn)榉謩e含有 氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。氧化亞鐵和氧化鐵等雜質(zhì)。 主要主要 原料原料 主要主要 設(shè)備設(shè)備 主

5、要主要 成分成分 玻璃窯中發(fā)生玻璃窯中發(fā)生 的主要反應(yīng)的主要反應(yīng) 純純 堿堿 石灰石石灰石 石石 英英 玻玻 璃璃 窯窯 Na2SiO3 CaSiO3 SiO2 2 CO 3 SiO 2 Na 2 SiO 3 CO 2 Na高溫 2 CO 3 CaSiO 2 SiO 3 CaCO高溫 資料卡資料卡 玻璃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)玻璃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)玻璃態(tài)物質(zhì)玻璃態(tài)物質(zhì) 玻璃是無(wú)定形硅酸鹽的混合物，屬于玻璃玻璃是無(wú)定形硅酸鹽的混合物，屬于玻璃 態(tài)物質(zhì)。態(tài)物質(zhì)。 玻璃態(tài)物質(zhì)的粒子不像晶體那樣有嚴(yán)格的玻璃態(tài)物質(zhì)的粒子不像晶體那樣有嚴(yán)格的 空間排列，但也不完全是無(wú)規(guī)則的排列。人們空間排列，但也不完全是無(wú)規(guī)則的排列。人們 把

6、這種結(jié)構(gòu)特征稱為把這種結(jié)構(gòu)特征稱為“短程有序、遠(yuǎn)程無(wú)序短程有序、遠(yuǎn)程無(wú)序”， 就是說(shuō)從小范圍看它有一定的晶型排列，從整就是說(shuō)從小范圍看它有一定的晶型排列，從整 體上看卻無(wú)晶型的排列規(guī)律。體上看卻無(wú)晶型的排列規(guī)律。 玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點(diǎn)，可以在某一玻璃態(tài)物質(zhì)沒有固定的熔點(diǎn)，可以在某一 溫度范圍內(nèi)逐漸軟化變成液態(tài)。在軟化狀態(tài)時(shí)，溫度范圍內(nèi)逐漸軟化變成液態(tài)。在軟化狀態(tài)時(shí)， 玻璃可吹制或軋成一定形狀的制品。玻璃可吹制或軋成一定形狀的制品。 對(duì)普通玻璃進(jìn)行處理可以改善玻璃對(duì)普通玻璃進(jìn)行處理可以改善玻璃 的性能。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震，的性能。鋼化玻璃機(jī)械強(qiáng)度大，抗震， 不易破碎，即使破碎也不會(huì)形成

7、有棱角不易破碎，即使破碎也不會(huì)形成有棱角 的碎片；刻花玻璃上雕刻有各種精美的的碎片；刻花玻璃上雕刻有各種精美的 花紋圖案；鍍膜玻璃可以做鏡子、玻璃花紋圖案；鍍膜玻璃可以做鏡子、玻璃 幕墻等。你知道它們是經(jīng)過怎樣的工序幕墻等。你知道它們是經(jīng)過怎樣的工序 加工制得的嗎加工制得的嗎? ? 在玻璃中加入適量的溴化銀在玻璃中加入適量的溴化銀(AgBr(AgBr) )和氧化銅和氧化銅 的微小晶粒，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可以制成變色的微小晶粒，?jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可以制成變?玻璃。當(dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和玻璃。當(dāng)強(qiáng)光照射到玻璃上，溴化銀分解為銀和 溴單質(zhì)，分解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒，溴單質(zhì)，分

8、解出的銀原子聚集成銀的微小晶粒， 使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。使玻璃呈現(xiàn)暗棕色，能擋住大部分光線。 光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重光線變暗，銀和溴在氧化銅的催化作用下，重 新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動(dòng)變淺，透光新生成溴化銀。于是玻璃的顏色自動(dòng)變淺，透光 性增強(qiáng)。性增強(qiáng)。 1。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻， 就可以得到鋼化玻璃。就可以得到鋼化玻璃。 2。氫氟酸。氫氟酸(HF)對(duì)玻璃具有腐蝕作用，可用于在對(duì)玻璃具有腐蝕作用，可用于在 玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀玻璃上雕刻各種精美圖案，也可用于在玻璃儀 器器(量筒、滴定管等量筒、滴定

9、管等)上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸上標(biāo)注刻度及文字。氫氟酸 與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為：與玻璃發(fā)生的反應(yīng)可以表示為： SiO2+4HF=SiF4+2H2O 3。在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜。在玻璃表面鍍金屬膜可以制得鍍膜玻璃。鍍膜 玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿玻璃外形美觀，還可以阻擋紅外線及紫外線的穿 透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常透。在玻璃上鍍銀、真空鍍鋁是制造鍍膜玻璃常 用的方法。用的方法。 在一個(gè)潔凈的小試管中加入在一個(gè)潔凈的小試管中加入2mL22mL2AgNOAgNO3 3 溶液，慢慢滴加溶液，慢慢滴加2 2氨水，邊滴加邊振蕩試管，氨水，邊滴加邊振蕩試

10、管， 直到產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再向試管中直到產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再向試管中 滴加滴加1 12 2滴滴1010氫氧化鈉溶液，隨后加入氫氧化鈉溶液，隨后加入3 3 mL10mL10葡萄糖溶液，用溫水浴加熱幾分鐘，葡萄糖溶液，用溫水浴加熱幾分鐘， 觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)錄像實(shí)驗(yàn)錄像 423 NHAgOHOHNHAg OH2OHOH)NH(AgOHNH2AgOH 22323 COOHCHOHOHCHNH3Ag2OH OH2CHOCHOHOHCH)NH(Ag 2 4232 4223 ）（ ）（ 水浴加熱 4 4。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻，。玻璃加熱到一定溫度后急劇冷卻， 就可

11、以得到鋼化玻璃。就可以得到鋼化玻璃。 5 5。夾層玻璃。夾層玻璃 夾層玻璃受到撞擊時(shí)只會(huì)裂開，而不會(huì)粉碎。夾層夾層玻璃受到撞擊時(shí)只會(huì)裂開，而不會(huì)粉碎。夾層 玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為玻璃共有三層，兩層玻璃夾著厚度約為0.76mm0.76mm的中間層。的中間層。 夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛夾層玻璃中間層的材料通常為性能較好的聚乙烯醇丁醛 （PVBPVB）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時(shí)，中間的膠片便可粘）。當(dāng)玻璃受到撞擊而損壞時(shí)，中間的膠片便可粘 著外面的玻璃，防止碎片四處飛散。著外面的玻璃，防止碎片四處飛散。 玻璃玻璃 聚乙烯醇丁醛聚乙烯醇丁醛 玻璃玻璃 幾種玻璃的特性和

12、用途幾種玻璃的特性和用途 種類種類特性特性用途用途 普通玻璃普通玻璃高溫下易軟化高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯 彩色玻璃彩色玻璃 氧化鈷（氧化鈷（Co2O3) 藍(lán)色藍(lán)色 氧化亞銅（氧化亞銅（Cu2O) 紅色紅色 二氧化錳（二氧化錳（MnO2)紫紅色紫紅色 氟化鈣（氟化鈣（CaF2)乳白色乳白色 鋼化玻璃鋼化玻璃 耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì)耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度大、質(zhì) 輕、抗震裂輕、抗震裂 運(yùn)動(dòng)器材，微波通訊器材，汽車、運(yùn)動(dòng)器材，微波通訊器材，汽車、 火車的窗玻璃等火車的窗玻璃等 玻璃纖維玻璃纖維 耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不耐腐蝕、不怕燒、不導(dǎo)電、不 吸水、隔熱、吸聲、防

13、蟲蛀吸水、隔熱、吸聲、防蟲蛀 太空飛行員的衣服、玻璃鋼等太空飛行員的衣服、玻璃鋼等 光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃 透光性能好，有折光性和色散透光性能好，有折光性和色散 性性 眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡眼鏡片，照相機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡 等中的凹凸透鏡等中的凹凸透鏡 石英玻璃石英玻璃 膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、 濾光濾光 化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等化學(xué)儀器，高壓水銀燈、紫外燈等 的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等的燈殼，光導(dǎo)纖維，壓電晶體等 有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃 高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高高度透明性，機(jī)械強(qiáng)度高 ，重，重 量輕量輕 ，易于加工，易于加工 主要主要 原料原料 主要主要 設(shè)備

14、設(shè)備 主要主要 成分成分 性性 質(zhì)質(zhì) 應(yīng)應(yīng) 用用 粘土粘土 石灰石石灰石 石膏石膏 水水 硬硬 性性 水水 泥泥 回回 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 窯窯 3CaO3CaOSiOSiO2 2 2CaO2CaOSiOSiO2 2 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3 水泥沙漿水泥沙漿 混凝土混凝土 鋼筋混凝土鋼筋混凝土 3 3硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 水泥是最常用的水泥是最常用的 建筑材料右圖是建筑材料右圖是 19491998年我國(guó)年我國(guó) 水泥產(chǎn)量示意圖水泥產(chǎn)量示意圖 檢索咨詢檢索咨詢 水泥水泥(cement)(cement)的硬化過程可以分為兩個(gè)的硬化過程可以分為兩個(gè) 階段。第一階段是水泥加水后逐步發(fā)生水化階段。第

15、一階段是水泥加水后逐步發(fā)生水化 反應(yīng)，從具有可塑性與流動(dòng)性的水泥漿，變反應(yīng)，從具有可塑性與流動(dòng)性的水泥漿，變 成非流動(dòng)性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二成非流動(dòng)性的水泥顆粒并喪失可塑性。第二 階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水階段是水泥顆粒逐步吸收水，進(jìn)一步發(fā)生水 化反應(yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體?；磻?yīng)，硬化成機(jī)械強(qiáng)度高的固體。 水泥的硬化水泥的硬化 煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分煉鋼廠排出的爐渣主要含有哪些成分? ?為為 什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠什么在煉鋼廠附近常建有水泥廠? ?請(qǐng)從資源充請(qǐng)從資源充 分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。分利用的角度談?wù)勥@樣布局的好處。 硅酸鹽水泥的品種日益

16、擴(kuò)大，白水泥、快干水硅酸鹽水泥的品種日益擴(kuò)大，白水泥、快干水 泥、彩色水泥等已越來(lái)越為人們所熟悉。其中，彩泥、彩色水泥等已越來(lái)越為人們所熟悉。其中，彩 色水泥主要用來(lái)配制彩色水泥漿，可用于建筑的飾色水泥主要用來(lái)配制彩色水泥漿，可用于建筑的飾 面刷漿以及室外墻面裝飾等，具有特殊的裝飾效果。面刷漿以及室外墻面裝飾等，具有特殊的裝飾效果。 在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比在建筑工程中，水泥和沙、碎石、水按一定比 例混合，以鋼筋作結(jié)構(gòu)，硬化后形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的鋼例混合，以鋼筋作結(jié)構(gòu)，硬化后形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的鋼 筋混凝土。筋混凝土。 水泥不宜久存水泥不宜久存 生活向?qū)钕驅(qū)?保存不當(dāng)或存放時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)

17、致水泥受潮結(jié)保存不當(dāng)或存放時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致水泥受潮結(jié) 塊，影響水泥的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊，塊，影響水泥的強(qiáng)度。受潮后的水泥表面結(jié)塊， 從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水從而喪失凝聚力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降。輕微結(jié)塊的水 泥，強(qiáng)度降低泥，強(qiáng)度降低1020。即使在良好的儲(chǔ)存條。即使在良好的儲(chǔ)存條 件下，水泥也不宜儲(chǔ)存過久因?yàn)樗鄷?huì)吸收空件下，水泥也不宜儲(chǔ)存過久因?yàn)樗鄷?huì)吸收空 氣中的水分和二氧化碳，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)氣中的水分和二氧化碳，發(fā)生質(zhì)變。據(jù)統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ) 存三個(gè)月后，水泥的強(qiáng)度降低存三個(gè)月后，水泥的強(qiáng)度降低1020，六個(gè)，六個(gè) 月后降低月后降低1530，一年后降低，一年后降低2540。

18、購(gòu)買水泥時(shí)要了解水泥的生產(chǎn)日期。購(gòu)買水泥時(shí)要了解水泥的生產(chǎn)日期。 光導(dǎo)纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應(yīng)用不僅為高科技光導(dǎo)纖維和各種新型陶瓷的開發(fā)和應(yīng)用不僅為高科技 發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)材料，也提高了人們的生活質(zhì)量。光導(dǎo)纖發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)材料，也提高了人們的生活質(zhì)量。光導(dǎo)纖 維在信息工程中的應(yīng)用，使人們可以坐在家中通過信息網(wǎng)維在信息工程中的應(yīng)用，使人們可以坐在家中通過信息網(wǎng) 絡(luò)獲取信息，聯(lián)絡(luò)親友。新型高強(qiáng)度陶瓷材料的出現(xiàn)，克絡(luò)獲取信息，聯(lián)絡(luò)親友。新型高強(qiáng)度陶瓷材料的出現(xiàn)，克 服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。服了傳統(tǒng)陶瓷的脆性。 由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖由光導(dǎo)纖維組成的光纜可以代替通訊電纜，用于光纖

19、 通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容量比微波通信大通信，傳送高強(qiáng)度的激光。光纖通信的容量比微波通信大 10103 310104 4倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以倍，而且傳輸速度快。用光纜代替通訊電纜可以 節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)節(jié)約大量有色金屬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)l kml km長(zhǎng)的光纜只需幾克長(zhǎng)的光纜只需幾克 超純石英玻璃，約可節(jié)省銅超純石英玻璃，約可節(jié)省銅1.1t 1.1t 。 1 1光導(dǎo)纖維的制造與應(yīng)用光導(dǎo)纖維的制造與應(yīng)用 把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高把氧氣和四氯化硅蒸氣的混合氣體通過在高 溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的石英管，能反應(yīng)生成二氧化溫爐中旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的石英管，能反應(yīng)

20、生成二氧化 硅。硅。 把得到的沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化，形成把得到的沉積在管內(nèi)的二氧化硅熔化，形成 “玻璃棒玻璃棒”，在，在1900190020002000的高溫下再將其熔的高溫下再將其熔 化、拉制成粗細(xì)均勻的光纖細(xì)絲?；⒗瞥纱旨?xì)均勻的光纖細(xì)絲。 SiClSiCl4 4(g)(g)O O2 2(g) (g) 13001300 SiO SiO2 22Cl2Cl2 2(g)(g) 用于鋪設(shè)光纖通訊線路的光導(dǎo)纖維是由若干用于鋪設(shè)光纖通訊線路的光導(dǎo)纖維是由若干 條柔韌、沒有脆性、有高折射率的光纖細(xì)絲條柔韌、沒有脆性、有高折射率的光纖細(xì)絲( (直徑直徑 在在1010m m以下以下) )用聚丙烯或尼龍

21、套包裹制成的。用聚丙烯或尼龍?zhí)装瞥傻摹?光纖通信光纖通信較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。較之普通電纜通信有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。 首先，光纖通信有巨大的信息容量，首先，光纖通信有巨大的信息容量，一根頭發(fā)絲那一根頭發(fā)絲那 么細(xì)的光導(dǎo)纖維可以通幾萬(wàn)路電話或么細(xì)的光導(dǎo)纖維可以通幾萬(wàn)路電話或2 0002 000路電視。路電視。 如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光纜，它的通信容量如果用許多根光導(dǎo)纖維組合成光纜，它的通信容量 更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁場(chǎng)的干更大得驚人。其次，光纖通信不受外界電磁場(chǎng)的干 擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信擾，工作穩(wěn)定可靠，保密程度高。第三，光纖通信 損耗低，

22、目前無(wú)中繼傳送距離一般為損耗低，目前無(wú)中繼傳送距離一般為303070 km(70 km(而而 同軸電纜每隔同軸電纜每隔1 15 km5 km就需設(shè)立一個(gè)中繼站，來(lái)補(bǔ)就需設(shè)立一個(gè)中繼站，來(lái)補(bǔ) 償電信號(hào)在傳輸中的損耗償電信號(hào)在傳輸中的損耗) )，很適合遠(yuǎn)距離信息傳，很適合遠(yuǎn)距離信息傳 輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜輸。目前，人們已建成大西洋海底光纜( (全長(zhǎng)約全長(zhǎng)約7 7 000 km)000 km)。計(jì)劃中的南太平洋光纜。計(jì)劃中的南太平洋光纜( (全長(zhǎng)約全長(zhǎng)約16 000 16 000 km)km)也正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備之中。進(jìn)一步降低光纖也正在緊鑼密鼓的準(zhǔn)備之中。進(jìn)一步降低光纖 損耗，減少中

23、繼站數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們損耗，減少中繼站數(shù)目，甚至不用中繼站，是人們 的下一步目標(biāo)的下一步目標(biāo)。 醫(yī)生的好助手醫(yī)生的好助手 目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上，普遍使用一種連接著許多光纖的胃鏡胃鏡。這些。這些 光纖并成一束，束中各條光纖的相對(duì)位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里，光纖并成一束，束中各條光纖的相對(duì)位置保持不變。把胃鏡插入病人胃里， 胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小胃鏡接收到的光線沿著這些光纖傳到體外。每條光纖中的光僅反映胃中一小 點(diǎn)的情況，整束光纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源點(diǎn)的情況，整束光

24、纖中的光就拼合成胃里某一部分的圖像。光纖胃鏡的光源 是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖是在體外由光纖傳進(jìn)去的，它不產(chǎn)生熱輻射，能減輕病人的痛苦。在光導(dǎo)纖 維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來(lái)或顯示維的一頭裝上精致小巧的微型鏡頭，將胃內(nèi)的情況傳到體外拍攝下來(lái)或顯示 在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。在屏幕上。還可以在胃鏡光纖中留出空的通道，以插入切取生理切片的鑷子。 因?yàn)楣饫w又細(xì)又軟，故可將醫(yī)生用來(lái)觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺因?yàn)楣饫w又細(xì)又軟，故可將醫(yī)生用來(lái)觀察人體內(nèi)部病變情況的內(nèi)窺 鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)

25、窺鏡中比較粗的一種，但也只有鏡做得小巧玲瓏。胃鏡是內(nèi)窺鏡中比較粗的一種，但也只有15 mm15 mm左右，其他左右，其他 如食道鏡、膀胱鏡還要細(xì)小得多?？梢姡汗鈱?dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從如食道鏡、膀胱鏡還要細(xì)小得多。可見：光導(dǎo)纖維的應(yīng)用，使醫(yī)用內(nèi)窺鏡從 構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。構(gòu)造到功能都發(fā)生了重要的變化。 近年來(lái)，一種近年來(lái)，一種激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)激光光纖藥頭內(nèi)窺鏡碎石系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng)已研制成功。這種系統(tǒng) 利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以利用胃鏡把帶有藥頭的光纖導(dǎo)管送入胃中，然后沿光纖通入激光。激光可以 像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)

26、生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取像引爆雷管一樣，使藥頭炸裂并產(chǎn)生沖擊波，擊碎胃石，再用胃鏡把碎石取 出。利用該系統(tǒng)已成功地?fù)羲榇笮槌觥＠迷撓到y(tǒng)已成功地?fù)羲榇笮? cm8 cm10 cm10 cm6 cm6 cm的胃石并取出碎石。的胃石并取出碎石。 這種系統(tǒng)還可以用來(lái)治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。這種系統(tǒng)還可以用來(lái)治療膀胱結(jié)石、輸尿管結(jié)石和膽結(jié)石等疾病。 光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的另一個(gè)重要應(yīng)用是通過微細(xì)的光纖將高強(qiáng)度的光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的另一個(gè)重要應(yīng)用是通過微細(xì)的光纖將高強(qiáng)度的 激光輸入人體的病變部位，用激光來(lái)切除病變部位。這種手術(shù)不用切開皮膚激光輸入人體的病變部位，用激光來(lái)切除病變

27、部位。這種手術(shù)不用切開皮膚 和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準(zhǔn)確，手術(shù)效果好。和切割肌肉組織，減少了病人的痛苦，而且切割部位準(zhǔn)確，手術(shù)效果好。 陶瓷應(yīng)用的新天地陶瓷應(yīng)用的新天地 當(dāng)宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時(shí)，它面臨著與隕星當(dāng)宇宙飛行器完成航天任務(wù)返回地球時(shí)，它面臨著與隕星 一樣的處境。研究結(jié)果表明：當(dāng)宇宙飛行器的飛行速度等于聲一樣的處境。研究結(jié)果表明：當(dāng)宇宙飛行器的飛行速度等于聲 速的速的3 3倍時(shí)，其前端的溫度可達(dá)倍時(shí)，其前端的溫度可達(dá)330330；當(dāng)飛行速度等于；當(dāng)飛行速度等于6 6倍聲速倍聲速 時(shí)，可達(dá)時(shí)，可達(dá)1 4801 480。宇宙飛行器邀游太空歸來(lái)，到達(dá)離地面。

28、宇宙飛行器邀游太空歸來(lái)，到達(dá)離地面6060 70 km70 km的高度時(shí)，其速度仍保持在聲速的的高度時(shí)，其速度仍保持在聲速的2020多倍，溫度在多倍，溫度在10 10 000000以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團(tuán)熊熊的烈火。以上，這樣的高溫足以把宇宙飛行器化作一團(tuán)熊熊的烈火。 高速帶來(lái)了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種高速帶來(lái)了高溫，這似乎是一道不可逾越的障礙。人們把這種 障礙稱為障礙稱為“熱障熱障”。 怎樣使宇宙飛行器克服怎樣使宇宙飛行器克服“熱障熱障”，安全地返回地面呢，安全地返回地面呢? ?科學(xué)科學(xué) 家在分析了家在分析了“宇宙不速之客宇宙不速之客”隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已隕石后發(fā)現(xiàn)，隕石表面雖已 熔融，但里面的化學(xué)成分沒有變化。這說(shuō)明隕石在下落過程中，熔融，但里面的化學(xué)成分沒有變化。這說(shuō)明隕石在下落過程中， 盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣盡管表面因摩擦生熱產(chǎn)生幾千度高溫而熔融，但由于穿過大氣 層的時(shí)間很短，熱量還來(lái)不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學(xué)家以啟層的時(shí)間很短，熱量還來(lái)不及傳到隕石內(nèi)部。這給科學(xué)家以啟 發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔發(fā)：讓宇宙飛行器的頭部戴一頂用燒蝕材料做成的頭盔”，把，把