Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

4 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [12739]

Fråga:
jag vet inget om fiberoptik men vill gärna veta lite om detta! kan ni berätta något?
/joel o, nyh, nyh

Svar:
Joel! Motiveringen bakom utvecklingen av fiberoptik var att man ville kunna sända ljuspulser över mycket långa avstånd utan att signalen går förlorad på vägen. Att sända ljussignaler genom luft över långa sträckor är ingen säker metod - t.ex. om det regnar eller någon ställer sig i vägen bryts förbindelsen, och även om det inte sker, så sprids ljuset mot luftmolekyler och signalen blir svagare och svagare.

Sedan länge har man undersökt hur ljus bryts och reflekteras i linser och speglar, så man vet att under vissa förhållanden kan man få en ljusstråle som skickas in i ett speciellt utformat prisma att "stanna" inuti prismat - varje gång ljusstrålen träffar på en av prismats ytor totalreflekteras det och tränger inte ut. Man kan säga att fiberoptiken föddes när man fick möjlighet att tillverka mycket långa och smala "prismor" - vad vi kallar optiska fibrer.

Hur åstadkommer man detta praktiskt? Som du kanske redan vet, är det ett villkor för att ljus överhuvudtaget ska kunna brytas eller reflekteras när det träffar en gränsyta mellan två material - t.ex. luft och glas, att dessa har olika brytningsförmåga, eller som vi fysiker säger, brytningsindex. Det som nu avgör om en inkommande ljusstråle reflekteras eller "bara" bryts i gränsytan är dels infallsvinkeln och dels förhållandet mellan materialens brytningsindex.

Om ljuset kommer från ett material och möter ett som har lägre brytningsindex kan totalreflektion uppstå om vinkeln är tillräckligt stor - det betyder att allt ljus reflekteras i gränsytan. (Om vinkeln är mindre kommer endast en del av ljuset att reflekteras, resten tränger in genom ytan.) Detta faktum använder man sig av när man konstruerar en optisk fiber. Fiberns kärna är en smal (typiskt är diametern 40-70 mikrometer) cylinder, oftast gjord av en speciell sorts glas, med ett visst brytningsindex. Utanpå kärnan lägger man ett skikt av ett annat material med ett lägre brytningsindex, se nedanstående figur från Wikimedia Commons. Nu är fibern i princip klar att användas, men oftast lägger man på ytterligare ett skikt av plast för att skydda den ömtåliga fibern mot fukt, repor etc.

Om man nu skickar in ljussignaler i fibern med en tillräckligt stor vinkel kommer ljuset att reflekteras varje gång det träffar gränsytan mellan kärnan och det utanpåliggande skiktet. I princip skulle man på detta sätt kunna skicka en ljussignal hur långt som helst. I praktiken uppstår dock alltid förluster - en del av ljuset går förlorat genom absorption och spridning i det material fiberns kärna är gjort av, och dessutom är reflektionen i en verklig fiber inte 100%-ig (men bra nära!).

Artikeln fiberoptik ger mer information om olika typer av optiska fibrer och hur man kan använda fiberoptik i praktiska tillämpningar. Fiberoptik är bra men Optical_fiber är mer detaljerad (engelska).

CK Kao (Charles_K._Kao ) delade nobelpriset i fysik 2009 för sin upptäckt och utveckling av fiberoptik, se länk 1.



/Margareta H/lpe

Nyckelord: fiberoptik [4]; #ljus [63];

1 http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2009/sci.html

*

Ljud-Ljus-Vågor [10625]

Fråga:
I fiberoptiska kablar använder man flera frekvenser för att få in mer data, men varför släcker inte de ut varandra?
/Mikael e, Västergårdsgymnasiet, Södertälje

Svar:
De påverkar inte varandra alls. Detta brukar kallas superpositionsprincipen. Den gäller så länge vi har med linjära fenomen att göra.
/KS

Se även fråga 10221

Nyckelord: fiberoptik [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [7823]

Fråga:
Vi har pratat om att effektförlust vid viss överfören effekt blir mindre om högre spänning används. En elev undrar nu om man skulle kunna överföra effekt som ljus i optisk fiber. Hur skulle effektförlusten bli då? Hälsningar Kristina och Niklas
/Kristina B, Rudbeck, Örebro

Svar:
Effektförlusten i nya optiska fibrer svarar för ungefär en halvering på ett tiotal km. Det är ytterst små effekter man överför på detta vis. Bara i mycket speciella fall kan man tänka sig effektöverföring med ljusledare. Ett sådant fall kunde vara till högspänningsdelen i en accelerator, dit man inte kan dra elektriska ledningar.
/KS

Nyckelord: fiberoptik [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [2430]

Fråga:
Fiberoptik Jag undrar hur man kan förlänga fiberoptiska kablar utan att det blir någon förlust i skarvarna? Är signalerna i fiberoptikkablarna lika starka hela tiden eller försvagas de? Hur förstärker man då signalerna?
/Anton K, Haraldsbogymnasiet, Falun

Svar:
Att skarva fiberoptik är vi inte så bra på, men säkert måste man vara mycket noga.

Även om fibern är mycket genomskinlig, försvagas ljuset, så att signalen måste förstärkas med jämna mellanrum, kanske ett tiotal kilometer. Förr var man tvungen att omvandla ljuset till elektriska signaler, förstärka signalen och åter omvandla den till ljus. I moderna kablar förstärks ljuset på optisk väg. På en sträcka av ungefär 10 m är glaset dopat (förorenat) med en liten mängd av den sällsynta metallen Erbium. Denna sektion kommer att fungera som en laser och förstärker ljuset. Energi tillförs utifrån med en annan laser.

Tänk på att laser betyder: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
/KS

Nyckelord: fiberoptik [4];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.