Concetti Chiave
- L'energia elettrica ha rivoluzionato le comunicazioni, culminando con l'invenzione della fibra ottica circa trent'anni fa.
- La fibra ottica, composta da un sottile filo di vetro, utilizza il fenomeno della rifrazione per trasmettere luce e informazioni a lunga distanza.
- Il nucleo della fibra, con una composizione specifica, consente di guidare la luce e di trasmettere impulsi senza confusione.
- Il vetro di quarzo, utilizzato per le fibre ottiche, offre alta trasparenza, in particolare per la luce infrarossa, fondamentale nei sistemi di trasmissione.
- Le fibre ottiche sono protette da uno strato di plastica e collegate tramite giunti di fusione o dispositivi meccanici per connessioni mobili.
Evoluzione delle comunicazioni
L'energia elettrica si propaga attraverso i fili metallici e può trasmettere informazioni a distanza. Dopo l'invenzione del telegrafo nella metà dell'Ottocento, il perfezionamento tecnologico del laser negli anni Settanta dello scorso secolo, si è arrivati una trentina di anni fa alla comparsa di una straordinaria innovazione: la fibra ottica.
La fibra ottica è costituita da un filo di vetro con diametro di 0,125 mm, che, vista la sua sottigliezza sopporta tranquillamente le piegature. La fibra funziona secondo il fenomeno della rifrazione, ma vediamo come.
Se da una delle due estremità di una sbarra di vetro lanciamo un sottile fascio di luce, questo uscirà dalla parte opposta. Lo stesso accade se il fascio di luce ha una direzione non proprio parallela all'asse della sbarra perchè, quando il raggio incontra una parete della sbarra, viene riflesso all'interno della stessa. Il raggio, infatti, incontra la parete con un angolo molto piccolo e dipende anche dalla differenza nell'indice di rifrazione tra aria e vetro. La funzione di guida della luce è svolta dalla parte centrale della fibra: il nucleo. Qui viene confinata la luce perchè qui il vetro è leggermente diverso rispetto alla parte esterna, chiamata mantello. La finezza del nucleo è necessaria per trasmettere una grande quantità di impulsi al secondo anche a notevole distanza, senza che gli impulsi si confondano uno con l'altro.
Composizione e trasparenza del vetro
Il vetro usato nelle fibre è il quarzo: puro nel mantello, con aggiunta di piccole quantità di altre sostanze nel nucleo. La fibra, quindi, non avendo impurità, ha una grande trasparenza alla luce, specie quella infrarossa che è perciò quella utilizzata nei sistemi di trasmissione.
Le fibre sono costruite partendo da sbarre di vetro che vengono successivamente ricoperte da uno strato protettivo di plastica e avvolte su un rocchetto. Vengono poi inserite in un cavo. Vengono collegate tra loro con giunti di fusione mentre, se si devono utilizzare connessioni mobili, si utilizzano dispositivi meccanici lavorati con estrema precisione.
Domande da interrogazione
- Qual è l'importanza della fibra ottica nell'evoluzione delle comunicazioni?
- Quali materiali compongono la fibra ottica e come influiscono sulla sua funzionalità?
- Come viene realizzata la costruzione delle fibre ottiche?
La fibra ottica rappresenta una straordinaria innovazione nelle comunicazioni, permettendo la trasmissione di una grande quantità di impulsi al secondo su lunghe distanze senza confusione, grazie alla sua struttura e al fenomeno della rifrazione (testo).
La fibra ottica è composta principalmente da quarzo puro nel mantello e da piccole quantità di altre sostanze nel nucleo, il che conferisce alla fibra una grande trasparenza alla luce, in particolare a quella infrarossa, essenziale per i sistemi di trasmissione (testo).
Le fibre ottiche sono costruite partendo da sbarre di vetro, ricoperte da uno strato protettivo di plastica e avvolte su un rocchetto, con giunti di fusione per le connessioni permanenti e dispositivi meccanici per quelle mobili, lavorati con estrema precisione (testo).
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