Concetti Chiave
- La fibra ottica è un filo di vetro che utilizza il principio della rifrazione per guidare la luce, permettendo trasmissioni dati a lunga distanza.
- Il nucleo della fibra ottica, dove la luce è confinata, ha un vetro leggermente diverso dal mantello, facilitando la trasmissione di impulsi senza interferenze.
- La trasparenza del quarzo utilizzato nelle fibre, soprattutto alla luce infrarossa, è essenziale per l'efficacia dei sistemi di trasmissione.
- La produzione delle fibre ottiche prevede la copertura delle sbarre di vetro con plastica e l'avvolgimento su rocchetti prima dell'inserimento nei cavi.
- Le connessioni tra fibre possono avvenire tramite giunti di fusione o dispositivi meccanici, a seconda della necessità di connessioni mobili o fisse.
La fibra ottica
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.
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 la principale innovazione della fibra ottica rispetto ai metodi di trasmissione precedenti?
- Come funziona il fenomeno della rifrazione nella fibra ottica?
- Quali materiali vengono utilizzati per costruire le fibre ottiche e perché?
La fibra ottica rappresenta un'innovazione straordinaria perché permette di trasmettere una grande quantità di impulsi al secondo su lunghe distanze senza confusione, grazie alla sua struttura in vetro e al fenomeno della rifrazione.
Nella fibra ottica, la luce viene confinata nel nucleo grazie alla differenza nell'indice di rifrazione tra il nucleo e il mantello, permettendo alla luce di riflettersi internamente e di viaggiare lungo la fibra.
Le fibre ottiche sono costruite con vetro di quarzo, puro nel mantello e con piccole aggiunte nel nucleo, per garantire grande trasparenza alla luce, specialmente quella infrarossa, utilizzata nei sistemi di trasmissione.
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