światłowody

Światłowody wykorzystują zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Zachodzi ono w ośrodkach, w których światło porusza się wolniej niż na zewnątrz.

Dzieje się tak np. na granicy wody lub szkła i powietrza. Pierwszym światłowodem był zwykły strumień wody.

W roku 1854 angielski fizyk John Tyndal przesłał przez strumień widy wiązkę światła - okazało się, że nie wydostaje się ona na zewnątrz, nawet wówczas gdy strumień zostanie zakrzywiony.

fotofon - nadajnikfotofon - odbiornikW roku 1878 Alexander Graham Bell zbudował dziwne urządzenie pod nazwą fotofon.
Jego aparat miał przekazywać dźwięk za pomocą światła, ale nigdy nie wyszedł poza stadium prób. Co mogą mieć ze sobą wspólnego światło i dźwięk? Co prawda, gdy w roku 1955 Anglik Narinder S. Kapany odkrył zdolność jednorodnych włókien szklanych do przewodzenia światła, nikt tego jeszcze nie kojarzył z telefonem. A może właśnie z ...fotofonem? Nie, oczywiście światłowody nie mają nic wspólnego z nieudanym wynalazkiem Bella. Ale przecież potrafią zrealizować to, o czym Bell marzył: przekazać na odległość informację za pomocą światła.

Pierwszą próbę poprowadzenia światła szklaną nicią, podjął w 1880 roku inżynier William Wheeler z Concord (Massachusets, USA). Wheeler nazwał swój patent rurociągiem świetlnym i planował oświetlać nim domy. To zastosowanie nie sprawdziło się na dużą skalę - Wynalezienie żarówki elektrycznej przez Edisona, położyło kres dalszym badaniom w tym kierunku.
Dopiero pod koniec XX wieku zaczęto to zjawisko wykorzystywać na masową skalę - głównie w telefonach.

Dziś światłowody mają zastosowanie również w medycynie - w chirurgii pełnią rolę kamery, która, wpuszczona przez niewielkie nacięcie w skórze pacjenta, przekazuje obraz lekarzowi. Dzięki temu unika się rozległych cięć i łatwiej jest dotrzeć do głębiej położonych organów. Światłowody służą także podczas operacji chirurgicznych do oświetlania i obserwacji zakamarków ciała np. wnętrza żołądka, naczyń krwionośnych.  

Typowe włókno światłowodowe składa się z rdzenia, płaszcza i osłony.

 Rdzeń jest zrobiony ze szkła kwarcowego (dwutlenku krzemu), grubości od kilku do kilkuset mikrometrów. Im mniejsza grubość tym dalej można przesłać impuls bez zakłóceń. Szkło musi być wolne od wszelkich zanieczyszczeń.
Płaszcz wykonany jest z materiału o niższym współczynniku załamania światła niż rdzeń, różnica ta powoduje, że zachowuje się niczym "lustro" otaczające rdzeń, kierując promień do wnętrza rdzenia, formując w ten sposób falę optyczną.
Jako ochronę włókna podczas instalacji i przed zgubnym wpływem środowiska używa się powłoki ochronnej. Wykonana ona jest z różnych materiałów, poczynając od stali, a kończąc na kevlarze  

Testy z BRD | Znaki drogowe | BRD 24 | Karta rowerowa | Karta rowerowa - to proste | Wiersze miłosne | 1000 pytań