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A utilização da fibra óptica

A fibra óptica é um material feito de vidro ou de plástico (polímeros), por meio da reflexão ocorre o transporte da luz em seu interior. Com o desenvolvimento da tecnologia do quartzo foi possível a obtenção de fios cada vez mais finos, transparentes e que podem ser encurvados sem se quebrar. Uma característica de grande importância para a construção desse material é a transparência quase absoluta do quartzo com alto grau de pureza. A luz, como sabemos, é uma onda eletromagnética, e como tal ela pode se propagar em qualquer trajetória. Ao penetrar em um filamento de fibra óptica, a luz sofre reflexão total e é por meio dessas reflexões que ela percorre toda a fibra até chegar ao seu destino final.

Muito utilizada na medicina e nas telecomunicações, a fibra óptica é constituída de fio de quartzo muito fino (em torno de 5 milionésimos de metro) que por sua vez é revestido de duas camadas, uma de vidro e outra de plástico, utilizadas para a proteção do fio e melhoria no transporte da luz. Na medicina é utilizado nos equipamentos de endoscópios, aparelhos que fazem o exame de endoscopia, ou em cirurgias. Através de dois feixes que são introduzidos na garganta do paciente, o médico tem a visualização dos órgãos internos, dessa forma ele pode detectar qualquer anormalidade.

Na área das pesquisas espaciais, a fibra óptica é utilizada em um aparelho de telescópio especialmente projetado para fazer as observações simultâneas dos astros.

Nas telecomunicações a fibra óptica é utilizada para transmitir sinais por meio de pulsos eletromagnéticos, ou seja, luz, radiação infravermelha ou qualquer outro tipo de radiação eletromagnética. Por ser mais eficiente e econômica que os cabos de cobre, ela tem sido largamente utilizada no ramo das telecomunicações. A fibra óptica apresenta outra vantagem em relação ao uso de cabos de cobre, nos fios de cobre os amplificadores e os repetidores de sinais devem ser instalados de 4 em 4 km. Já na fibra óptica esses mesmos receptores e amplificadores são instalados em distâncias maiores que 10 km. Apesar de todas essas vantagens, a fibra óptica apresenta duas desvantagens em relação ao uso do cobre. Na fibra a velocidade da emissão de sinais é de aproximadamente 200 000 km/s, ao contrário dos sinais da corrente elétrica, que se propagam com uma velocidade de 300 000 km/s. Outra desvantagem é que a fibra óptica é menos resistente em relação ao fio de cobre.

No cotidiano a fibra óptica é pouco utilizada, no entanto pode ser encontrada na confecção de alguns artigos de decoração e em certos tipos de brinquedos.
Fibra Óptica
Fibra Óptica
Publicado por: Marco Aurélio da Silva Santos
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Lista de Exercícios

Questão 1

A respeito das fibras ópticas, marque a opção incorreta:

a) O índice de refração do núcleo da fibra é maior que o índice da casca.

b) As informações são transmitidas pela fibra óptica por meio de ondas eletromagnéticas.

c) Uma desvantagem das fibras ópticas é que elas são menos resistentes que os fios de cobre, também utilizados para transmissão de informações.

d) As fibras ópticas funcionam baseadas no princípio da reflexão total da luz, e os ângulos de entrada dos raios de luz na fibra são sempre menores que o ângulo limite.

e) As fibras ópticas possuem aplicações na medicina, telecomunicações, pesquisas espaciais etc.

Questão 2

A tabela a seguir mostra alguns materiais com diferentes índices de refração:

Um estudante de Física idealizou a possibilidade de construção de fibras ópticas a partir desses materiais. Assinale a alternativa em que a criação da fibra óptica não daria certo.

a) Núcleo da fibra: Gelo; Casca da fibra: Quartzo

b) Núcleo da fibra: Diamante; Casca da fibra: Quartzo

c) Núcleo da fibra: Rutilo; Casca da fibra: Diamante

d) Núcleo da fibra: Quartzo; Casca da fibra: Gelo

e) Núcleo da fibra: Diamante; Casca da fibra: Gelo

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