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Leituras de Física

FIBRAS ÓPTICAS

 

A fibra óptica foi descoberta há quase um século, mas o desenvolvimento de pesquisas sobre suas propriedades só começou em 1952. A partir daí, ela pôde ser aplicada em diversas áreas do conhecimento.
Conhecidas também como tubos de luz, elas são finíssimas, constituídas de vidro transparente, com alto grau de pureza e esticado até chegar a medir 0,5 mm de diâmetro. Uma vidraça feita com esse vidro poderia ter até 1 km de espessura e ser perfeitamente transparente.
A interface núcleo-revestimento funciona como um espelho, refletindo a luz continuamente. A luz penetra numa das extremidades da fibra, passa por dentro dela e atinge a outra extremidade, mesmo que a fibra forme curvas. Não importa a distância, as fibras ópticas levam informações de uma parte à outra, quase instantaneamente, ou seja, à velocidade da luz.

Quando a luz passa de um meio para outro, como do ar para a água, ela sofre uma determinada refração, que provoca um desvio em sua trajetória. Quando um destes meios é um cilindro de vidro, dependendo do ângulo de incidência da luz sobre uma das extremidades do cilindro, podem ocorrer dois fenômenos: se o raio luminoso atinge a extremidade com uma inclinação muito grande, ao atravessar o meio de vidro sofre um desvio de trajetória e escapa ao primeiro contato com a parede oposta; contudo, se incide de uma posição próxima à do eixo do cilindro, ao atravessar o meio de vidro sofre também uma refração, mas não atravessa as paredes do cilindro - ao contrário, reflete-se nela, atinge a parede oposta e, assim, em ziguezagues sucessivos, vai sair pela outra extremidade do cilindro, experimentando apenas uma pequena redução em sua intensidade inicial. Esse fenômeno, denominado reflexão interna total, é utilizado nas fibras ópticas.

Uma das utilidades da fibra óptica está na medicina: ela pode captar e transmitir, sem distorções, uma imagem de uma extremidade a outra. Há vários tipos de endoscópio que empregam essa propriedade das fibras ópticas para exames visuais do interior do corpo humano. Neles, um tubo muito fino e flexível contém dois feixes de fibras, um para iluminar a região e outro para a visualização. Este tubo é introduzido, por exemplo, em uma veia do paciente e conduzido através das artérias até chegar ao órgão que se deseja examinar. Assim, pode-se, por exemplo, acompanhar o funcionamento do coração de um paciente.
(Atualmente, na medicina, a fibra óptica vem sendo substituída por micro câmeras de vídeo)

Antes do desenvolvimento das fibras ópticas, a telefonia utilizava apenas fios de metal, por onde a mensagem, transformada em pulsos elétricos, é transportada. Em relação aos antigos fios de metal, a capacidade de transmissão de informações com fibras ópticas aumentou milhares de vezes.
Há inúmeras vantagens no uso das fibras ópticas sobre o dos cabos metálicos, nas telecomunicações. Quanto ao desempenho, cada fibra óptica tem capacidade equivalente a 400 fios metálicos duplos. Assim, enquanto um cabo com 200 fios de cobre permite a transmissão de 1500 conversas telefônicas. Um cabo com apenas 12 fibras ópticas garante 9600 conversas. Além do fato de terem pequeno peso e volume reduzido, as fibras ópticas não sofrem as interferências magnéticas comuns aos fios metálicos.

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