Müller Thomas
Speciale Nobel 2009. Fisica
Mar, 13/10/2009 - 19:32 — michele_bonaventuraAutore:
Müller Thomas
Quest'anno il premio Nobel per la fisica viene concesso a tre ricercatori; la prima metà a Charles Kuen Kao per l'invenzione del cavo a fibre ottiche.
L'altra metà è andata a W.S. Boyle e G. E. Smith per lo sviluppo del CCD, un circuito integrato usato in fotocamere e scanner.
L'altra metà è andata a W.S. Boyle e G. E. Smith per lo sviluppo del CCD, un circuito integrato usato in fotocamere e scanner.
Mi interessa discutere brevemente la prima di queste due scoperte.
Un cavo a fibre ottiche è un sistema di trasmissione di informazioni. Normalmente siamo abituati a vedere cavi di rame, i normali cavi con i quali colleghiamo elettrodomestici, computer e quant'altro. Attraverso questi cavi passa della corrente – elettroni – che alimentano solitamente un motore e lo mettono in moto.
Attraverso un cavo a fibre ottiche non passa corrente, ma luce. La luce si propaga molto rapidamente (molto più rapidamente della corrente), é meno sensibile ai disturbi esterni (radiazioni alpha e beta possono rovinare una fibra ottica, altrimenti il segnale passa indisturbato, al contrario dei cavi di rame che possono essere perturbati facilmente), e soprattutto pesa molto meno.
Attraverso un cavo a fibre ottiche non passa corrente, ma luce. La luce si propaga molto rapidamente (molto più rapidamente della corrente), é meno sensibile ai disturbi esterni (radiazioni alpha e beta possono rovinare una fibra ottica, altrimenti il segnale passa indisturbato, al contrario dei cavi di rame che possono essere perturbati facilmente), e soprattutto pesa molto meno.
L'idea del funzionamento di un cavo a fibra ottica è legato alla riflessione della luce. Tutti abbiamo già visto cosa succede se immergiamo un remo in acqua; il remo ci appare piegato con un certo angolo all'interno dell'acqua. Naturalmente - checché ne dicano certi filosofi – il remo non si piega davvero. Quello che succede invece, è che la luce passando dall'acqua all'aria viene leggermente deviata. In questo modo la luce che colpisce il remo e rimbalza fino al nostro occhio viene piegata di un certo angolo; è esattamente l'angolo con qui il remo ci sembra essersi piegato.
Indicativamente possiamo pensare che se la luce arriva con un angolo di quarantacinque gradi dal ramo attraverso l'acqua, allora uscirà dall'altro lato con un angolo rispetto alla superficie più piccolo, diciamo 30 gradi (il dato è inventato).
Se l'angolo all'interno dell'acqua rispetto alla superficie è più piccolo, anche l'angolo all'uscita diminuirà. Esiste un angolo limite a partire dal quale il raggio non riesce a scappare dall'acqua e rimane completamente intrappolato sotto la superficie.
(Scrivo completamente, perché esiste sempre una componente riflessa e una rifratta; a partire dall'angolo limite, la componente rifratta non c'é più e tutta la luce viene riflessa).
Così funziona un cavo a fibre ottiche: all'interno un cuore di vetro (o di plastica). All'esterno una copertura di una sostanza che svolge il ruolo dell'aria rispetto all'acqua nel caso del remo. Infine un involucro protettivo che impedisce ad agenti esterni di danneggiare la fibra.
Un raggio di luce viene inviato attraverso il cuore; siccome l'angolo è piccolo (la scelta di materiali adeguati permette angoli comunque molto meno proibitivi di quelli che caratterizzano l'acqua e l'aria) la luce vien completamente riflessa, colpisce la fibra ottica dall'altro lato, viene riflessa ancora, e continua zigzagando attraverso il cavo. Il fatto che la riflessione sia totale garantisce che il segnale si trasmetta senza perdite, rapidamente e con poche interferenze.
I cavi a fibre ottiche – originariamente usati per lampade colorate – sono oggi alla base delle telecomunicazioni. Permettono ad esempio il funzionamento di internet, e di lankelot quindi.
Potete approfondire qui:
http://it.wikipedia.org/wiki/Fibra_ottica
Thomas Mueller per lankelot 13 ottobre 2009
Se l'angolo all'interno dell'acqua rispetto alla superficie è più piccolo, anche l'angolo all'uscita diminuirà. Esiste un angolo limite a partire dal quale il raggio non riesce a scappare dall'acqua e rimane completamente intrappolato sotto la superficie.
(Scrivo completamente, perché esiste sempre una componente riflessa e una rifratta; a partire dall'angolo limite, la componente rifratta non c'é più e tutta la luce viene riflessa).
Così funziona un cavo a fibre ottiche: all'interno un cuore di vetro (o di plastica). All'esterno una copertura di una sostanza che svolge il ruolo dell'aria rispetto all'acqua nel caso del remo. Infine un involucro protettivo che impedisce ad agenti esterni di danneggiare la fibra.
Un raggio di luce viene inviato attraverso il cuore; siccome l'angolo è piccolo (la scelta di materiali adeguati permette angoli comunque molto meno proibitivi di quelli che caratterizzano l'acqua e l'aria) la luce vien completamente riflessa, colpisce la fibra ottica dall'altro lato, viene riflessa ancora, e continua zigzagando attraverso il cavo. Il fatto che la riflessione sia totale garantisce che il segnale si trasmetta senza perdite, rapidamente e con poche interferenze.
I cavi a fibre ottiche – originariamente usati per lampade colorate – sono oggi alla base delle telecomunicazioni. Permettono ad esempio il funzionamento di internet, e di lankelot quindi.
Potete approfondire qui:
http://it.wikipedia.org/wiki/Fibra_ottica
Thomas Mueller per lankelot 13 ottobre 2009
ISBN/EAN:
000
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Commenti
Non mi funzia l'impaginazione; ho comprato un mac, ma uso firefox. Strano.
Adesso dovrebbe andar meglio.
Grazie. Non ho mica capito perché non ci sia riuscito da solo; il testo scritto aveva paragrafi e impaginazione, ma quello salvato no.
adatto il titolo al tuo format "speciale nobel" e aggiungo il vecio speciale 2006;)
"I cavi a fibre ottiche ? originariamente usati per lampade colorate ? sono oggi alla base delle telecomunicazioni. Permettono ad esempio il funzionamento di internet, e di lankelot quindi."
> Mai Nobel fu più meritato, allora:)