La fibre optice sunt filamente flexibile realizate din materiale transparente, cum ar fi fibrele de sticlă sau plastic și care sunt utilizate ca mijloc de propagare a ușoară. Fibrele optice sunt în general foarte subțiri, cu doar câteva micrometride grosime (10-6 m), dar poate avea o lungime de câțiva kilometri. Fibrele optice au mai multe aplicații, transmisia de date fiind una dintre cele mai frecvente.
Fizica fibrelor optice
Fibrele optice constau din miez, carcasă și capac protector.
Fibrele optice sunt formate dintr-un miez transparent înalt. indicele de refracție acoperite cu straturi de plastic transparente ai căror indici de refracție sunt mai mici decât cei ai miezului. Fenomenul fizic care permite utilizarea fibrelor optice este reflecţieinterntotal din lumină.
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Pentru tine reflecție internă totală, lumina este emisă în nucleul fibrei optice într-un unghiul minim de incidență, numit unghiul limită (numit și unghi critic), măsurat în raport cu interfața dintre miez și carcasă. Un astfel de unghi permite luminii să sufere reflecții interne succesive în interiorul fibrei optice fără ca aceasta să scape de acolo.
În acest fel, lumina poate fi propagată pe distanțe mari, cu pierderi minime în ea intensitate, pe lângă monitorizarea formatului în care sunt aranjate cablurile de fibră optică.
Pur și simplu, cablul cu fibră optică funcționează ca un tunel oglindit care reflectă lumina.
Fibrele optice pot răspândi, de asemenea, mai mult de o culoare sau lungime de undă, interior. Acest proces, numit multiplexare, permite mai multe informații să fie transmise simultan pe o singură fibră optică, cum ar fi internet, telefon și televizor, lucru care nu se poate face cu cabluri convenționale, cum ar fi cele din cupru, utilizate pe scară largă pentru transfer Zaruri.
Când diferite lungimi de undă sunt emise în interiorul unei fibre optice, culorile tind să se amestece, formând astfel un fasciculalb, din cauza sintezăaditiv de culori. Astfel, la bornele acestui tip de cablu optic, se folosește un fel de prismă capabilă să împrăștie lumina, separând diferitele culori și astfel afișându-și spectru discret, caracteristic fiecărei lungimi de undă.
Uitede asemenea:Ce este refracția?
pentru ce este
Endoscopul este folosit pentru a face imagini din interiorul gâtului.
Consultați câteva dintre principalele utilizări ale fibrelor optice:
StreamingînZaruri: Fibrele optice pot fi utilizate pentru a transmite date de pe internet, telefon, televiziune, rețele, radio etc.
obținereaînimagini: Fibrele optice pot fi utilizate pentru a obține imagini din locuri greu accesibile, deoarece lumina poate fi reflectată în interiorul lor pe distanțe mari.
Senzori: Prin intermediul fibrelor optice, este posibil să se construiască o mare varietate de senzori capabili variații sensibile ale temperaturii, mici deformări în solide, frecvențe de lumină, polarizare a lumină etc.
Avantaje și dezavantaje
Lumina se poate răspândi în interiorul fibrelor optice datorită proprietăților optice ale miezului său.
→ Avantaje
Vitezăînstreaming: Majoritatea cablurilor de fibră optică utilizate în lume sunt capabile să transmită 40 Gbit / s (Gigați pe secundă - 109 biți / s), totuși, în prezent există tehnologii capabile să transfere până la 1 Pbit / s (Petabit pe secundă - 1015 biți / sec).
Rezistența la interferențe electromagnetice: Cablurile cu fibră optică sunt realizate din materiale dielectrice, iar propagarea luminii în interiorul acestor materiale nu este interferată cu undele electromagnetice externe.
Scăzutatenuareînsemnal: Spre deosebire de cablurile conductoare, fibrele optice pot transmite informații cu pierderi mici: aproximativ 0,2 dB / km (0,2 decibeli - unitate de intensitate a energiei transportate de val).
Cost: Cablurile cu fibră optică sunt mai ieftine decât cablurile conductoare de cupru.
Viaţăutil: Acest tip de cabluri are o durată de viață foarte lungă, estimată la peste 100 de ani de utilizare continuă.
Spaţiu: Datorită ratei de transfer a datelor, cablurile din fibră optică ocupă un spațiu mult mai mic decât cablurile convenționale.
→ Dezavantaje
Cerere: Cablurile cu fibră optică sunt fie subterane, fie întotdeauna conectate la sol.
Fragilitate: Cablurile cu fibră optică sunt sensibile și se pot rupe mai ușor decât cablurile de cupru și nu sunt la fel de maleabile ca și cablurile metalice.
Distanțe: Deși absorb puțină lumină, cablurile cu fibră optică care acoperă distanțe mari ca acestea care sunt submarine, au nevoie de multe repetatoare de semnal pentru a consolida pierderile de intensitate ale ușoară.
viteza fibrei optice
Majoritatea cablurilor de fibră optică utilizate astăzi au capacități de transmisie între 10 și 40 Gbits / s. Cu toate acestea, există o serie de aplicații în care sunt necesare rate mai mari de transfer, deci unele companii de transfer telecomunicațiile au dezvoltat deja cabluri de peste 7000 km lungime, capabile să transmită până la 15,5 Tbiți / s (Terabiți / s - 1015 biți / sec). Se estimează că cablurile de fibră optică de acest tip pot suporta până la 3.000.000 de apeluri telefonice simultane sau până la 90.000 de canale de televiziune.
Fibrele optice pot fi utilizate pentru transmiterea prin internet.
Cum se realizează fibra optică?
Cel mai comun material pentru construcția fibrelor optice este silice, denumirea populară pentru oxidînsiliciu (SiO2). Cu toate acestea, în funcție de aplicația dorită, pot fi utilizate alte materiale în construcția sa, cum ar fi paharele derivate din fluor și unele elemente din familia calcogenului, cum ar fi sulful.
De mine. Rafael Helerbrock
Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:
HELERBROCK, Rafael. "Fibra optica"; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fibra-optica.htm. Accesat la 27 iunie 2021.
