A fibre ottiche sono filamenti flessibili realizzati con materiali trasparenti come fibre di vetro o plastica e che vengono utilizzati come mezzo di propagazione del of leggero. Le fibre ottiche sono generalmente molto sottili, con solo poche micrometridi spessore (10-6 m), ma può essere lungo diversi chilometri. Le fibre ottiche hanno diverse applicazioni, tra cui la trasmissione dati è una delle più comuni.
Fisica in fibra ottica
Le fibre ottiche sono costituite da nucleo, guscio e copertura protettiva.
Le fibre ottiche sono formate da un nucleo ad alta trasparenza. indice di rifrazione rivestiti con strati di plastica trasparente i cui indici di rifrazione sono inferiori a quelli del nucleo. Il fenomeno fisico che consente l'utilizzo delle fibre ottiche è il riflessioneinternototale dalla luce.
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Per il tuo riflessione interna totale, la luce viene emessa nel nucleo della fibra ottica in a angolo minimo di incidenza, chiamato angolo limite
(detto anche angolo critico), misurato in relazione all'interfaccia tra il nucleo e il suo involucro. Tale angolo consente alla luce di subire successive riflessioni interne all'interno della fibra ottica senza che da essa fuoriesca.In questo modo, la luce può essere propagata su lunghe distanze, con perdite minime nella sua intensità, oltre a monitorare il formato in cui sono disposti i cavi in fibra ottica.
In poche parole, il cavo in fibra ottica funziona come un tunnel a specchio che riflette la luce.
Le fibre ottiche possono anche propagare più di un colore, oppure lunghezza d'onda, dentro. Questo processo, chiamato multiplexing, consente di trasmettere più informazioni contemporaneamente su un'unica fibra ottica, come internet, telefono e internet televisione, cosa che non si può fare con i cavi convenzionali, come quelli in rame, largamente usati per il trasferimento Dado.
Quando vengono emesse lunghezze d'onda diverse all'interno di una fibra ottica, i colori tendono a mescolarsi, formando così una fasciobianca, a causa del sintesiadditivo di colori. Quindi, ai terminali di questo tipo di cavo ottico, viene utilizzato una sorta di prisma in grado di diffondere la luce, separando i diversi colori e visualizzando così la sua spettro discreto, caratteristico di ciascuna lunghezza d'onda.
Guardaanche:Cos'è la rifrazione?
cosa serve
L'endoscopio viene utilizzato per acquisire immagini dell'interno della gola.
Scopri alcuni dei principali usi delle fibre ottiche:
StreamingnelDado: Le fibre ottiche possono essere utilizzate per trasmettere dati da internet, telefono, televisione, reti, radio ecc.
ottenerenelimmagini: Le fibre ottiche possono essere utilizzate per ottenere immagini da luoghi difficili da raggiungere, poiché la luce può essere riflessa al loro interno a grandi distanze.
Sensori: Attraverso le fibre ottiche è possibile costruire un'ampia varietà di sensori in grado di sensibili variazioni di temperatura, piccole deformazioni nei solidi, frequenze luminose, polarizzazione del luce ecc.
Vantaggi e svantaggi
La luce è in grado di propagarsi all'interno delle fibre ottiche grazie alle proprietà ottiche del suo nucleo.
→ Vantaggi
Velocitànelstreaming: La maggior parte dei cavi in fibra ottica utilizzati nel mondo sono in grado di trasmettere 40 Gbit/s (Gigabit al secondo – 109 bit/s), tuttavia, attualmente esistono tecnologie in grado di trasferire fino a 1 Pbit/s (Petabit al secondo – 1015 bit/sec).
Resistenza alle interferenze elettromagnetiche: I cavi in fibra ottica sono realizzati con materiali dielettrici e la propagazione della luce all'interno di questi materiali non è disturbata da onde elettromagnetiche esterne.
Bassomitigazionenelsegnale: A differenza dei cavi conduttivi, le fibre ottiche possono trasmettere informazioni con piccole perdite: circa 0,2 dB/km (0,2 decibel - unità di intensità dell'energia trasportata dal onda).
Costo: I cavi in fibra ottica sono più economici dei cavi conduttori in rame.
Vitautile: Questo tipo di cavi ha una vita utile molto lunga, stimata in oltre 100 anni di uso continuo.
Spazio: A causa della loro velocità di trasferimento dati, i cavi in fibra ottica occupano uno spazio molto più ridotto rispetto ai cavi convenzionali.
→ Svantaggi
Applicazione: I cavi in fibra ottica sono interrati o sempre collegati a terra.
Fragilità: I cavi in fibra ottica sono sensibili e possono rompersi più facilmente dei cavi in rame e non sono malleabili come i cavi metallici.
Distanze: Sebbene assorbano poca luce, i cavi in fibra ottica che coprono grandi distanze come quelli che sono sottomarini, hanno bisogno di molti ripetitori di segnale per rinforzare le perdite di intensità del leggero.
velocità della fibra ottica
La maggior parte dei cavi in fibra ottica utilizzati oggi hanno capacità di trasmissione tra 10 e 40 Gbit/s. Tuttavia, ci sono diverse applicazioni in cui sono richieste velocità di trasferimento più elevate, quindi alcune società di trasferimento telecomunicazioni hanno già sviluppato cavi di lunghezza superiore a 7000 km, in grado di trasmettere fino a 15,5 Tbit/s (Terabit/s - 1015 bit/sec). Si stima che i cavi in fibra ottica di questo tipo siano in grado di supportare fino a 3.000.000 di chiamate telefoniche simultanee o fino a 90.000 canali televisivi.
Le fibre ottiche possono essere utilizzate per la trasmissione su Internet.
Come è fatta la fibra ottica?
Il materiale più comune per la costruzione delle fibre ottiche è la silice, il nome popolare per ossidonelsilicio (SiO2). Tuttavia, a seconda dell'applicazione desiderata, nella sua costruzione possono essere utilizzati altri materiali, come vetri derivati dal fluoro e alcuni elementi della famiglia dei calcogeni, come lo zolfo.
Di Me. Rafael Helerbrock
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
HELERBROCK, Rafael. "Fibra ottica"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
