The Romans must have been particula

The Romans must have been particularly pleased with themselves the day they invented lead pipes around 2000 years ago. At last, they had an easy way to carry their water from one place to another. Imagine what they'd make of modern fiber-optic cables—"pipes" that can carry telephone calls and emails right around the world in a seventh of a second!

Photo: Light pipe: fiber optics means sending light beams down thin strands of plastic or glass by making them bounce repeatedly off the walls. This is a simulated image. Note that in some countries, including the UK, fiber optics is spelled "fibre optics." If you're looking for information online, it's always worth searching both spellings.

What is fiber optics?

We're used to the idea of information traveling in different ways. When we speak into a landline telephone, a wire cable carries the sounds from our voice into a socket in the wall, where another cable takes it to the local telephone exchange. Cellphones work a different way: they send and receive information using invisible radio waves—a technology called wireless because it uses no cables. Fiber optics works a third way. It sends information coded in a beam of light down a glass or plastic pipe. It was originally developed for endoscopes in the 1950s to help doctors see inside the human body without having to cut it open first. In the 1960s, engineers found a way of using the same technology to transmit telephone calls at the speed of light (186,000 miles or 300,000 km per second).

Optical technology

Fiber optic cables

A fiber-optic cable is made up of incredibly thin strands of glass or plastic known as optical fibers; one cable can have as few as two strands or as many as several hundred. Each strand is less than a tenth as thick as a human hair and can carry something like 25,000 telephone calls, so an entire fiber-optic cable can easily carry several million calls.

Fiber-optic cables carry information between two places using entirely optical (light-based) technology. Suppose you wanted to send information from your computer to a friend's house down the street using fiber optics. You could hook your computer up to a laser, which would convert electrical information from the computer into a series of light pulses. Then you'd fire the laser down the fiber-optic cable. After traveling down the cable, the light beams would emerge at the other end. Your friend would need a photoelectric cell (light-detecting component) to turn the pulses of light back into electrical information his or her computer could understand. So the whole apparatus would be like a really neat, hi-tech version of the kind of telephone you can make out of two baked-bean cans and a length of string!

Photo: Left: A section of 144-strand fiber-optic cable. Each strand is made of optically pure glass and is thinner than a human hair. Picture by Tech. Sgt. Brian Davidson, courtesy of US Air Force.

How fiber-optics works

A fiber optic cable bent around in a loop with red light shining down it.

Photo: Left: Fiber-optic cables are thin enough to bend, taking the light signals inside in curved paths too. Picture courtesy of NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

How total internal reflection keeps light rays inside a fiber-optic cable.

Light travels down a fiber-optic cable by bouncing repeatedly off the walls. Each tiny photon (particle of light) bounces down the pipe like a bobsleigh going down an ice run. Now you might expect a beam of light, traveling in a clear glass pipe, simply to leak out of the edges. But if light hits glass at a really shallow angle (less than 42 degrees), it reflects back in again—as though the glass were really a mirror. This phenomenon is called total internal reflection. It's one of the things that keeps light inside the pipe.
Artwork: Right: Total internal reflection keeps light rays bouncing down the inside of a fiber-optic cable.

The other thing that keeps light in the pipe is the structure of the cable, which is made up of two separate parts. The main part of the cable—in the middle—is called the core and that's the bit the light travels through. Wrapped around the outside of the core is another layer of glass called the cladding. The cladding's job is to keep the light signals inside the core. It can do this because it is made of a different type of glass to the core. (More technically, the cladding has a lower refractive index.)

Types of fiber-optic cables

Optical fibers carry light signals down them in what are called modes. That sounds technical but it just means different ways of traveling: a mode is simply the path that a light beam follows down the fiber. One mode is to go straight down the middle of the fiber. Another is to bounce down the fiber at a shallow angle. Other modes involve bouncing down the fiber at other angles, more or less steep.

Single mode and multi-mode fiber-optic cables

The simplest type of optical fiber is called single-mode. It has a very thin core about 5-10 microns (millionths of a meter) in diameter. In a single-mode fiber, all signals travel straight down the middle without bouncing off the edges (red line in diagram). Cable TV, Internet, and telephone signals are generally carried by single-mode fibers, wrapped together into a huge bundle. Cables like this can send information over 100 km (60 miles).

Another type of fiber-optic cable is called multi-mode. Each optical fiber in a multi-mode cable is about 10 times bigger than one in a single-mode cable. This means light beams can travel through the core by following a variety of different paths (purple, green, and blue lines)—in other words, in multiple different modes. Multi-mode cables can send information only over relatively short distances and are used (among other things) to link computer networks together.

Even thicker fibers are used in a medical tool called a gastroscope (a type of endoscope), which doctors poke down someone's throat for detecting illnesses inside their stomach. A gastroscope is a thick fiber-optic cable consisting of many optical fibers. At the top end of a gastroscope, there is an eyepiece and a lamp. The lamp shines its light down one part of the cable into the patient's stomach. When the light reaches the stomach, it reflects off the stomach walls into a lens at the bottom of the cable. Then it travels back up another part of the cable into the doctor's eyepiece. Other types of endoscopes work the same way and can be used to inspect different parts of the body. There is also an industrial version of the tool, called a fiberscope, which can be used to examine things like inaccessible pieces of machinery in airplane engines.

Try this fiber-optic experiment!
This nice little experiment is a modern-day recreation of a famous scientific demonstration carried out by Irish physicist John Tyndall in 1870.

Photo showing fiber optic bottle and torch

It's best to do it in a darkened bathroom or kitchen at the sink or washbasin. You'll need an old clear, plastic drinks bottle, the brightest flashlight (torch) you can find, some aluminum foil, and some sticky tape.

Take the plastic bottle and wrap aluminum foil tightly around the sides, leaving the top and bottom of the bottle uncovered. If you need to, hold the foil in place with sticky tape.
Fill the bottle with water.
Switch on the flashlight and press it against the base of the bottle so the light shines up inside the water. It works best if you press the flashlight tightly against the bottle. You need as much light to enter the bottle as possible, so use the brightest flashlight you can find.
Standing by the sink, tilt the bottle so the water starts to pour out. Keep the flashlight pressed tight against the bottle. If the room is darkened, you should see the spout of water lighting up ever so slightly. Notice how the water carries the light, with the light beam bending as it goes! If you can't see much light in the water spout, try a brighter flashlight.
Photo: Seen from below, your water bottle should look like this when it's wrapped in aluminum foil. The foil stops light leaking out from the sides of the bottle. Don't cover the bottom of the bottle or light won't be able to get in. The black object on the right is my flashlight, just before I pressed it against the bottle. You can already see some of its light shining into the bottom of the bottle.

Who invented fiber optics?

1840s: Swiss physicist Daniel Colladon (1802–1893) discovered he could shine light along a water pipe. The water carried the light by internal reflection.
1870: An Irish physicist called John Tyndall (1820–1893) demonstrated internal reflection at London's Royal Society. He shone light into a jug of water. When he poured some of the water out from the jug, the light curved round following the water's path. This idea of "bending light" is exactly what happens in fiber optics. Although Colladon is the true grandfather of fiber-optics, Tyndall often earns the credit.
1930s: Heinrich Lamm and Walter Gerlach, two German students, tried to use light pipes to make a gastroscope—an instrument for looking inside someone's stomach.
1950s: In London, England, Indian physicist Narinder Kapany (1927–) and British physicist Harold Hopkins (1918–1994) managed to send a simple picture down a light pipe made from thousands of glass fibers. After publishing many scientific papers, Kapany earned a reputation as the "father of fiber optics."
1957: Three American scientists at the University of Michigan, Lawrence Curtiss, Basil Hirschowitz, and Wilbur Peters, successfully used fiber-optic technology to make the world's first gastroscope.
1960s: Chinese-born US physicist Charles Kao (1933–) and his colleague George Hockham realized that impure glass was no use for long-range fiber optics. Kao suggested that a fiber-optic cable made from very pure glass would be able to carry telephone signals over much longer distances and was awarded the 2009 Nobel Prize in Physic

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ชาวโรมันต้องได้สนุกโดยเฉพาะกับตัวเองในวันที่พวกเขาคิดค้นนำท่อประมาณ 2000 ปีที่ผ่านมา ในที่สุด พวกเขามีวิธีง่ายในการดำเนินการของน้ำจากที่หนึ่งไปยังอีก ลองนึกภาพสิ่งที่พวกเขาจะทำให้สายไฟเบอร์ที่ทันสมัย — "ท่อ" ที่สามารถพกพาโทรศัพท์และอีเมล์ทางโลกเจ็ดของที่สองภาพ: ท่ออ่อน: ไฟเบอร์หมายถึง คานส่งแสงลงบาง strands ของพลาสติกหรือแก้ว โดยการตีกลับซ้ำปิดผนัง นี่คือรูปจำลอง หมายเหตุว่า ในบางประเทศ รวมทั้งสหราชอาณาจักร ไฟเบอร์สะกด "เส้นใยแสง" หากคุณกำลังมองหาข้อมูลออนไลน์ ได้เสมอน่าค้นหาทั้งเลือกไฟเบอร์คืออะไรเรากำลังใช้ความคิดของข้อมูลในลักษณะต่าง ๆ เมื่อเราพูดในระหว่างโทรศัพท์ สายเคเบิลนำเสียงจากเสียงของเราลงในซ็อกเก็ตผนัง ที่สายอื่นจะได้แลกเปลี่ยนโทรศัพท์ท้องถิ่น Cellphones ทำงานแบบอื่น: จะส่ง และรับข้อมูลโดยใช้คลื่นวิทยุไม่สามารถมองเห็นซึ่งเรียกว่าเทคโนโลยีไร้สายเนื่องจากใช้สายไม่ ไฟเบอร์ทำงานแบบที่สาม ส่งข้อมูลที่เข้ารหัสในแบบแสงแก้วหรือท่อพลาสติก ตอนแรกมันถูกพัฒนาขึ้นสำหรับ endoscopes ในช่วงทศวรรษ 1950 เพื่อช่วยแพทย์ดูภายในร่างกายมนุษย์ โดยไม่ต้องตัดมันเปิดก่อน ในปี 1960 วิศวกรพบวิธีใช้เทคโนโลยีเดียวกันในการส่งโทรศัพท์ที่ความเร็วของแสง (186,000 ไมล์หรือ 300000 กิโลเมตรต่อวินาที)เทคโนโลยีออปติคอลสายใยแก้วนำแสงไฟเบอร์สายเคเบิลไฟเบอร์ประกอบบางอย่างเหลือเชื่อ strands ของแก้วหรือพลาสติกว่าเป็นเส้นใยแสง สายหนึ่งได้ไม่กี่ที่สอง strands หรือจำนวนหลายร้อย แต่ละสาระจะน้อยกว่าเป็นสิบเป็นหนาเป็นเส้นผมมนุษย์ และสามารถดำเนินการบางอย่างเช่นโทรศัพท์ 25000 ดังนั้นการใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทั้งหมดสามารถได้ดำเนินการเรียกหลายล้านสายเคเบิลไฟเบอร์มีข้อมูลระหว่างสถานสองที่ใช้เทคโนโลยีของแสงทั้งหมด (อยู่ไฟ) สมมติว่า คุณต้องการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ไปที่บ้านของเพื่อนลงบนถนนที่ใช้ไฟเบอร์ คุณสามารถขอพิวเลเซอร์ ซึ่งจะแปลงข้อมูลไฟฟ้าจากคอมพิวเตอร์เข้าชุดไฟกะพริบ แล้ว คุณจะยิงเลเซอร์ลงเคเบิลใยแก้วนำแสง หลังจากเดินทางลงสายเคเบิล คานไฟจะออกอีกด้าน เพื่อนจะได้เซลล์ photoelectric (แสงตรวจสอบคอมโพเนนต์) เปิดกะพริบไฟกลับเข้าไปในคอมพิวเตอร์ของเขา หรือเธอสามารถเข้าใจข้อมูลไฟฟ้า เพื่อให้เครื่องทั้งหมดจะเหมือนอย่างจริง ๆ hi-tech รุ่นของโทรศัพท์คุณสามารถทำให้กระป๋องถั่วอบสองและความยาวของสายอักขระภาพ: ซ้าย: ส่วนของสายเคเบิลไฟเบอร์สแตรนด์ 144 แต่ละสาระทำจากแก้วบริสุทธิ์ optically และบางกว่าเส้นผมมนุษย์ รูปภาพ ด้วยเทคโนโลยี Sgt. ไบรอัน Davidson ความเรากองทัพอากาศวิธีการทำงานของไฟเบอร์-สายใยแก้วนำเงี้ยวสถานในวนแสงแดงส่องลงก็ภาพ: ซ้าย: สายไฟเบอร์จะบางพอโค้ง ถ่ายแสงสัญญาณภายในเส้นทางโค้งเกินไป ความเอื้อเฟื้อรูปภาพของศูนย์วิจัยเกล็นนาซ่า (NASA-GRC)การสะท้อนกลับทั้งหมดช่วยให้แสงสว่างภายในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแสงเดินทางลงสายไฟเบอร์ โดยใหญ่ซ้ำปิดผนัง โฟตอน (อนุภาคของแสง) แต่ละเล็ก ๆ เด้งลงท่อเช่น bobsleigh ที่ไปลงทำงานน้ำแข็ง ตอนนี้ คุณอาจคาดว่าแสงไฟ การเดินทางในท่อแก้วใส ก็จะรั่วไหลออกนอกขอบ แต่ถ้าแสงกระทบแก้วในมุมตื้นจริง ๆ (น้อยกว่า 42 องศา), มันสะท้อนกลับมาอีก — ถึงแก้วจริง ๆ กระจก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนกลับทั้งหมด มันเป็นสิ่งที่ช่วยให้แสงภายในท่องานศิลปะ: ขวา: แสงรังสีแสงลงภายในสายเคเบิลไฟเบอร์ช่วยให้การสะท้อนกลับทั้งหมดสิ่งที่ทำให้ไฟในท่อเป็นโครงสร้างของสายเคเบิล ซึ่งขึ้นเป็นชิ้นส่วนที่แยกต่างหากสอง ส่วนหลักของสายเคเบิล — ตรงกลางซึ่งเรียกว่าหลักและบิตที่แสงเดินทางผ่าน รอบ ๆ นอกหลักได้อีกชั้นหนึ่งของอาคารที่เรียกว่าแก้ว งานของอาคารจะให้สัญญาณแสงภายในหลัก มันสามารถทำสิ่งนี้ เพราะมันทำจากแก้วชนิดอื่นให้หลัก (เพิ่มเติมเทคนิค อาคารที่มีดรรชนีหักเหต่ำกว่า)ชนิดของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเส้นใยแสงมีสัญญาณอ่อนลงพวกเขาในสิ่งเรียกว่าโหมด ว่าเสียงเทคนิค แต่มันหมายถึง วิธีการเดินทางเพียง: โหมดเป็นเพียงเส้นทางที่แสงไฟดังต่อไปนี้ลงในเส้นใย โหมดเดียวดิ่งกึ่งกลางของเส้นใยได้ อื่นจะเด้งลงไฟเบอร์ในมุมตื้น โหมดอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับแสงไฟเบอร์ที่เสื่อ สูงชันมากขึ้นหรือน้อยลงซิงเกิลโหมดและมัลติโหมดเคเบิลใยแก้วนำแสงชนิดที่ง่ายที่สุดของใยแก้วนำแสงคือโหมดเดียว มีบางมากหลักประมาณ 5-10 microns (millionths ของเครื่องวัด) เส้นผ่านศูนย์กลาง เป็นเส้นใยโหมดเดี่ยว สัญญาณทั้งหมดเดินตรงลงกลางไม่ใหญ่ปิดขอบ (เส้นสีแดงในไดอะแกรม) เคเบิ้ลทีวี อินเตอร์เน็ต และสัญญาณโทรศัพท์มีโดยทั่วไปทำ ด้วยเส้นใยโหมดเดี่ยว ห่อรวมกันเป็นกลุ่มใหญ่ สายนี้สามารถส่งข้อมูลกว่า 100 กิโลเมตร (60 ไมล์)สายเคเบิลใยแก้วนำแสงชนิดอื่นเรียกว่ามัลติโหมด แต่ละใยแก้วนำแสงในสายมัลติโหมดคือ 10 ครั้งมากกว่าหนึ่งในโหมดเดียว หมายถึง รับลำแสงแสงสามารถเดินทางผ่านหลักตามความหลากหลายของเส้นทางที่แตกต่างกัน (สายสีม่วง สีเขียว และสีน้ำเงิน) — ในคำอื่น ๆ ในรูปแบบต่าง ๆ หลาย สายมัลติโหมดสามารถส่งข้อมูลเฉพาะผ่านระยะทางค่อนข้างสั้น และใช้การเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน (ระหว่างสิ่งอื่น ๆ)เส้นใยหนาแม้จะใช้ในเครื่องมือทางการแพทย์เรียกว่าเป็น gastroscope (ชนิดของเครื่องมือ), แพทย์ที่โผล่ลงคอของคนในการตรวจโรคภายในท้องของพวกเขา Gastroscope แบบจะประกอบด้วยเส้นใยแสงในสายเคเบิลไฟเบอร์หนา ที่สุด gastroscope เป็น มีเลนส์และโคมไฟ โคมไฟส่องแสงเป็นส่วนหนึ่งของสายเคเบิลลงในกระเพาะอาหารของผู้ป่วย เมื่อไฟมาถึงกระเพาะอาหาร ต้นปิดผนังกระเพาะอาหารเป็นเลนส์ที่ด้านล่างของสายเคเบิล แล้ว เตะสำรองอีกส่วนหนึ่งของสายเคเบิลเป็นเลนส์ของแพทย์ Endoscopes ชนิดอื่น ๆ ทำงานแบบเดียวกัน และสามารถใช้เพื่อตรวจสอบส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย นอกจากนี้ยังมีรุ่นอุตสาหกรรมเครื่องมือ fiberscope ซึ่งสามารถใช้เพื่อตรวจสอบสิ่งต่าง ๆ เช่นไม่สามารถเข้าถึงชิ้นส่วนของเครื่องจักรเครื่องยนต์เครื่องบินใน ที่เรียกว่าลองทดลองไฟเบอร์นี้ทดลองน้อยดีนี้เป็นวันพักผ่อนของการสาธิตทางวิทยาศาสตร์มีชื่อเสียงที่ดำเนินการ โดยไอริช physicist Tyndall จอห์นในค.ศ. 1870ภาพแสดงเส้นใยแก้วนำแสงขวดและไฟฉายมันเหมาะที่จะทำในห้องน้ำภาพที่มืดลงหรือครัวอ่างล้างจานหรือฟิค คุณต้องมีขวดเครื่องดื่มใส พลาสติกเก่า สว่างมากที่สุดไฟฉาย (ไฟฉาย) คุณสามารถค้นหา อลูมิเนียมบาง และเทปบางเหนียวใช้ขวดพลาสติก และอลูมิเนียมฟอยล์แน่นรอบด้าน ออกจากด้านบนและด้านล่างของขวดที่เปิดตัด ถ้าคุณต้องการ กดค้างไว้ฟอยล์ในด้วยเทปเหนียวใส่ขวดน้ำเปิดไฟฉาย และกดกับฐานของขวดเพื่อให้ไฟส่องภายในน้ำ ทำงานดีที่สุดถ้าคุณกดไฟฉายแน่นกับขวด ไฟมากจะใส่ขวดเป็นไปได้ ดังนั้น ใช้ไฟฉายสว่างมากที่สุดที่คุณสามารถค้นหาได้ยืน โดยอ่าง เอียงขวดให้น้ำเริ่มไหลหลั่งออกมา เก็บไฟฉายกดแน่นกับขวด ถ้าห้องไม่มืดมัวไป คุณจะเห็นพวยน้ำไฟค่าเคยดังนั้นเล็กน้อย สังเกตว่า น้ำนำแสง กับดัดแสงไฟเป็นมันไป ถ้าคุณไม่สามารถดูปริมาณแสงในพวยน้ำ ลองไฟฉายสว่างภาพ: เห็นจากด้านล่าง คุณขวดน้ำควรมีลักษณะดังนี้เมื่อมันเป็นห่อฟอยล์อลูมิเนียม ฟอยล์หยุดแสงรั่วไหลออกจากด้านข้างของขวด ไม่ครอบคลุมด้านล่างของขวด หรือแสงจะไม่สามารถได้รับใน วัตถุสีดำทางขวาคือ ไฟฉายของฉัน ก่อนกดปุ่มกับขวด คุณสามารถได้เห็นบางส่วนของแสงส่องลงด้านล่างของขวดผู้คิดค้นไฟเบอร์1840s: สวิส physicist Daniel Colladon (1802-1893) ค้นพบเขาจะฉายไฟไปตามท่อน้ำ น้ำนำแสง โดยการสะท้อนศาสตร์: physicist ไอริชที่เรียกว่าจอห์น Tyndall (1820 – 1893) แสดงให้เห็นว่าการสะท้อนที่สังคมรอยัลลอนดอน เขา shone แสงลงในเหยือกน้ำ เมื่อเขา poured น้ำจากเหยือก แสงโค้งกลมตามเส้นทางน้ำ ความคิดนี้ "ดัดแสง" เป็นเหมือนสิ่งที่เกิดขึ้นในไฟเบอร์ แม้ว่า Colladon จะตาจริงของไฟเบอร์ออปติ Tyndall ได้รับคะแนนเครดิตมักจะ1930s: Lamm ไฮน์ริชและ Walter Gerlach สองนักศึกษาเยอรมัน พยายามใช้ท่อไฟทำ gastroscope เป็น — เครื่องมือสำหรับการค้นหาภายในกระเพาะอาหารของคนช่วงทศวรรษ 1950: ในลอนดอน อังกฤษ อินเดีย physicist Narinder Kapany (1927 –) และอังกฤษ physicist ฮ็อปกินส์ฮาโรลด์ (1918 – 1994) จัดการส่งรูปง่าย ๆ ลงท่ออ่อนที่ทำจากเส้นใยแก้วพัน หลังจากประกาศในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ Kapany ได้รับชื่อเสียงว่าเป็น "บิดาของไฟเบอร์"1957: สามนักวิทยาศาสตร์อเมริกันที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน Curtiss ลอว์เรนซ์ Hirschowitz โหระพา และ Wilbur Peters ใช้เทคโนโลยีไฟเบอร์ทำ gastroscope แรกของโลกสำเร็จ1960s: จีนเกิด physicist สหรัฐอเมริกาชาร์ลส์เกา (1933 –) และจอร์จ Hockham เพื่อนร่วมงานของเขารับรู้ว่า impure แก้วที่ไม่ใช้ไฟเบอร์พิสัย เขาแนะนำว่า สายเคเบิลใยแก้วนำแสงทำจากแก้วบริสุทธิ์มากจะมีสัญญาณโทรศัพท์ผ่านระยะทางที่ยาวมาก และได้รับรางวัลโนเบล 2009 ในฟิสิกส์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ชาวโรมันจะต้องได้รับโดยเฉพาะอย่างยิ่งความยินดีกับตัวเองวันที่พวกเขาคิดค้นท่อนำรอบ 2,000 ปีที่ผ่านมา ในที่สุดพวกเขามีวิธีที่ง่ายต่อการพกพาน้ำของพวกเขาจากสถานที่หนึ่งไปยังอีก ลองจินตนาการถึงสิ่งที่พวกเขาต้องการทำให้ใยแก้วนำแสงที่ทันสมัย ​​cables- "ท่อ" ที่สามารถดำเนินการโทรศัพท์และอีเมลที่ถูกต้องทั่วโลกในเจ็ดของวินาที! ภาพ: ท่อแสง: ใยแก้วนำแสงหมายถึงการส่งแสงคานลงเส้นบาง ๆ ของพลาสติก หรือแก้วโดยทำให้พวกเขาซ้ำแล้วซ้ำอีกเด้งปิดผนัง นี่คือภาพจำลอง โปรดทราบว่าในบางประเทศรวมทั้งสหราชอาณาจักร, ใยแก้วนำแสงจะสะกดคำว่า "ใยแก้วนำแสง." หากคุณกำลังมองหาข้อมูลออนไลน์ก็มักจะคุ้มค่าการค้นหาทั้งสะกด. อะไรคือสิ่งที่ใยแก้วนำแสง? เรากำลังใช้ความคิดข้อมูลการเดินทางในรูปแบบที่แตกต่างกัน เมื่อเราพูดลงในโทรศัพท์พื้นฐานเป็นสายลวดประกอบเสียงจากเสียงของเราลงในช่องในผนังที่สายอื่นจะให้การแลกเปลี่ยนโทรศัพท์ท้องถิ่น โทรศัพท์มือถือทำงานวิธีที่แตกต่างกัน: พวกเขาส่งและรับข้อมูลการใช้วิทยุคลื่นที่มองไม่เห็นเป็นเทคโนโลยีไร้สายที่เรียกว่าเพราะใช้สายไม่ ใยแก้วนำแสงทำงานวิธีที่สาม มันจะส่งข้อมูลรหัสในลำแสงลงแก้วหรือท่อพลาสติก มันถูกพัฒนามาสำหรับกล้องเอนโดสโคปในปี 1950 ที่จะช่วยให้แพทย์มองเห็นภายในร่างกายมนุษย์ได้โดยไม่ต้องตัดมันเปิดครั้งแรก ในปี 1960 วิศวกรพบวิธีของการใช้เทคโนโลยีเดียวกับการส่งผ่านสายโทรศัพท์ที่ความเร็วของแสง (186,000 ไมล์หรือ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที) ได้. เทคโนโลยี Optical สายเคเบิลใยแก้วนำแสงสายเคเบิลใยแก้วนำแสงถูกสร้างขึ้นจากเส้นบางอย่างไม่น่าเชื่อแก้วหรือพลาสติกที่รู้จักกันเป็นเส้นใยแสง; สายหนึ่งจะมีเพียงเป็นสองเส้นหรือมากเท่าที่หลายร้อย แต่ละสายจะน้อยกว่าหนึ่งในสิบหนาเป็นเส้นผมและสามารถดำเนินการได้สิ่งที่ต้องการ 25,000 สายโทรศัพท์เพื่อให้ทั้งสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถดำเนินการได้อย่างง่ายดายหลายล้านโทร. สายเคเบิลใยแก้วนำแสงนำข้อมูลระหว่างสองสถานที่ใช้แสงทั้งหมด (แสง ชั่น) เทคโนโลยี สมมติว่าคุณต้องการที่จะส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ของคุณไปที่บ้านของเพื่อนไปตามถนนโดยใช้ใยแก้วนำแสง คุณสามารถขอเครื่องคอมพิวเตอร์ของคุณได้ถึงเลเซอร์ซึ่งจะแปลงข้อมูลไฟฟ้าจากเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นชุดของพัลส์แสง แล้วคุณจะยิงเลเซอร์ลงสายเคเบิลใยแก้วนำแสง หลังจากที่เดินทางลงสายลำแสงจะโผล่ออกมาที่ปลายอีกด้าน เพื่อนของคุณจะต้องมีตาแมว (องค์ประกอบแสงการตรวจสอบ) เพื่อเปิดพัลส์ของแสงกลับเป็นข้อมูลไฟฟ้าคอมพิวเตอร์ของเขาหรือเธอสามารถเข้าใจ ดังนั้นอุปกรณ์ทั้งหมดจะเป็นเหมือนอย่างจริงๆรุ่นไฮเทคของชนิดของโทรศัพท์ที่คุณสามารถทำออกมาจากสองกระป๋องอบถั่วและความยาวของสตริง! ภาพ: ซ้าย: ส่วนหนึ่งของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง 144 สาระ . แต่ละสายทำจากแก้วบริสุทธิ์สายตาและบางกว่าเส้นผมมนุษย์ รูปภาพโดยเทค จีที ไบรอันเดวิดสันมารยาทของกองทัพอากาศสหรัฐ. วิธีใยเลนส์ทำงานใยแก้วนำแสงสายก้มไปรอบ ๆ ในวงที่มีแสงสีแดงที่ส่องแสงลง. ภาพ: ซ้าย: สายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีความบางมากพอที่จะโค้งงอการส่งสัญญาณแสงภายในใน เส้นทางโค้งเกินไป มารยาทรูปภาพของศูนย์วิจัย NASA Glenn (NASA-GRC). วิธีการสะท้อนรวมช่วยให้แสงภายในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง. แสงเดินทางลงสายเคเบิลใยแก้วนำแสงโดยกำยำซ้ำปิดผนัง แต่ละโฟตอนเล็ก ๆ (อนุภาคของแสง) ตีกลับลงท่อเหมือนหิมะจะลงวิ่งน้ำแข็ง ตอนนี้คุณอาจคาดหวังลำแสงเดินทางในท่อแก้วที่ชัดเจนก็จะรั่วไหลออกมาจากขอบ แต่ถ้าแสงแก้วฮิตที่มุมตื้นจริงๆ (น้อยกว่า 42 องศา) มันสะท้อนให้เห็นถึงกลับมาอีกครั้ง แต่เป็นแก้วจริงๆกระจก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนรวม มันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ช่วยให้แสงภายในท่อ. งานศิลปะ: ขวา:. รวมสะท้อนช่วยให้แสงใหญ่ลงภายในของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสิ่งอื่นๆ ที่ช่วยให้ไฟในท่อเป็นโครงสร้างของสายเคเบิลซึ่ง ถูกสร้างขึ้นจากสองส่วนแยก ส่วนหลักของสายในกลางเรียกว่าหลักและที่บิตแสงเดินทางผ่าน พันรอบนอกของแกนเป็นอีกชั้นหนึ่งที่เรียกว่าแก้วหุ้ม งานหุ้มคือการให้สัญญาณไฟที่อยู่ภายในแกน มันสามารถทำเช่นนี้เพราะมันทำจากชนิดที่แตกต่างกันของแก้วกับแกน (เพิ่มเติมเทคนิคหุ้มมีดัชนีหักเหต่ำ.) ประเภทของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเส้นใยออปติคอลดำเนินการส่งสัญญาณแสงลงพวกเขาในสิ่งที่เรียกว่าโหมด ที่เสียงทางเทคนิค แต่มันก็หมายความว่าวิธีการที่แตกต่างกันของการเดินทาง: โหมดเป็นเพียงเส้นทางที่แสงไฟดังต่อไปนี้ลงเส้นใย โหมดหนึ่งคือการไปลงตรงกลางของเส้นใย ก็คือการตีกลับลงเส้นใยที่มุมตื้น โหมดอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการตีกลับลงเส้นใยที่มุมอื่น ๆ ที่สูงชันมากขึ้นหรือน้อยลง. โหมดเดี่ยวและสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแบบหลายชนิดที่ง่ายที่สุดของใยแก้วนำแสงที่เรียกว่าโหมดเดียว แต่ก็มีหลักบางมากประมาณ 5-10 ไมครอน (millionths เมตร) มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ในเส้นใยโหมดเดี่ยว, สัญญาณทั้งหมดเดินทางไปลงตรงกลางโดยไม่ต้องใหญ่ปิดขอบ (สายสีแดงในแผนภาพ) เคเบิ้ลทีวี, อินเทอร์เน็ตและสัญญาณโทรศัพท์จะดำเนินการโดยทั่วไปเส้นใยโหมดเดี่ยวห่อด้วยกันเป็นมัดใหญ่ สายเช่นนี้สามารถส่งข้อมูลผ่านทาง 100 กิโลเมตร (60 ไมล์). ชนิดของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่เรียกว่าอีกหลายโหมด แต่ละใยแก้วนำแสงในสายโหมดมัลติประมาณ 10 ครั้งใหญ่กว่าคนที่อยู่ในสายเดียวโหมด ซึ่งหมายความว่าแสงสามารถเดินทางผ่านหลักโดยทำตามความหลากหลายของเส้นทางที่แตกต่างกัน (สีม่วง, สีเขียว, สีฟ้าและเส้น) -in คำอื่น ๆ ที่แตกต่างกันในหลายรูปแบบ สายโหมดมัลติสามารถส่งข้อมูลเพียงในระยะทางสั้น ๆ และมีการใช้ (ในหมู่สิ่งอื่น ๆ ) เพื่อเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน. เส้นใยแม้หนาที่ใช้ในเครื่องมือทางการแพทย์เรียกว่า gastroscope (ที่ชนิดของหุนหันก) ซึ่งแพทย์โผล่ลงเป็นใครบางคน คอสำหรับการตรวจสอบการเจ็บป่วยภายในท้อง gastroscope เป็นสายหนาใยแก้วนำแสงที่ประกอบด้วยเส้นใยแสงจำนวนมาก ที่ปลายด้านบนของ gastroscope ที่มีช่องมองภาพและโคมไฟ โคมไฟส่องแสงลงส่วนหนึ่งของสายเคเบิลเข้าไปในกระเพาะอาหารของผู้ป่วย เมื่อไฟถึงกระเพาะอาหารก็สะท้อนให้เห็นถึงปิดผนังกระเพาะอาหารเข้าไปในเลนส์ที่ด้านล่างของสายเคเบิล จากนั้นก็จะเดินทางกลับขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของสายเคเบิลอื่นเข้ามาในช่องมองภาพของแพทย์ ประเภทอื่น ๆ กล้องเอนโดสโคปทำงานในลักษณะเดียวกันและสามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบชิ้นส่วนต่างๆของร่างกาย นอกจากนี้ยังมีรุ่นอุตสาหกรรมของเครื่องมือที่เรียกว่า fiberscope ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบสิ่งที่ต้องการชิ้นส่วนไม่สามารถเข้าถึงของเครื่องจักรเครื่องยนต์เครื่องบิน. ลองนี้ทดลองใยแก้วนำแสง! นี้ทดลองเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ดีเป็นที่พักผ่อนหย่อนใจที่ทันสมัยวันของที่มีชื่อเสียง การสาธิตทางวิทยาศาสตร์ที่ดำเนินการโดยนักฟิสิกส์จอห์นดอลล์ไอริช 1870 ในภาพแสดงให้เห็นขวดใยแก้วนำแสงและไฟฉายดีที่สุดที่จะทำมันในห้องน้ำมืดหรือห้องครัวที่อ่างหรืออ่างล้างหน้า คุณจะต้องมีความชัดเจนเก่าขวดเครื่องดื่มพลาสติก, ไฟฉายสว่าง (ไฟฉาย) คุณสามารถหาอลูมิเนียมบางส่วนและบางเทปเหนียว. ใช้ขวดพลาสติกและห่อฟอยล์อลูมิเนียมแน่นรอบด้านที่ออกจากด้านบนและด้านล่างของ เปิดขวด หากคุณจำเป็นต้องถือฟอยล์ในสถานที่ที่มีเทปเหนียว. กรอกขวดด้วยน้ำ. สลับกับไฟฉายและกดมันกับฐานของขวดเพื่อให้แสงส่องสว่างขึ้นภายในน้ำ มันทำงานได้ดีที่สุดถ้าคุณกดไฟฉายแน่นกับขวด คุณต้องการแสงมากที่สุดเท่าที่จะใส่ขวดที่เป็นไปได้เพื่อใช้ไฟฉายสว่างคุณสามารถหา. ยืนโดยอ่าง, เอียงขวดเพื่อให้น้ำเริ่มที่จะหลั่งออกมา ให้ไฟฉายกดแน่นกับขวด ถ้าห้องมืดคุณจะเห็นพวยของแสงน้ำขึ้นเคยดังนั้นเล็กน้อย ขอให้สังเกตว่าน้ำประกอบแสงที่มีแสงไฟดัดเป็นมันไป! ถ้าคุณไม่สามารถมองเห็นแสงมากในการหัดดื่มน้ำให้ลองไฟฉายสว่าง. ภาพ: เห็นได้จากด้านล่างขวดน้ำของคุณควรมีลักษณะเช่นนี้เมื่อมันห่อด้วยอลูมิเนียม หยุดฟอยล์แสงรั่วไหลออกจากด้านข้างของขวด ไม่ครอบคลุมก้นขวดหรือแสงจะไม่สามารถที่จะได้รับใน. วัตถุสีดำด้านขวาเป็นไฟฉายของฉันก่อนที่ผมกดมันกับขวด แล้วคุณสามารถเห็นบางส่วนของแสงที่ส่องแสงลงด้านล่างของขวด. ผู้คิดค้นใยแก้วนำแสง? 1840: นักฟิสิกส์ชาวสวิสแดเนียล Colladon (1802-1893) พบว่าเขาสามารถเปล่งแสงพร้อมท่อน้ำ น้ำดำเนินการโดยแสงสะท้อนภายใน. 1870: เป็นนักฟิสิกส์ชาวไอริชชื่อจอห์นดอลล์ (1820-1893) แสดงให้เห็นถึงการสะท้อนกลับที่กรุงลอนดอนสมาคม เขาส่องแสงให้เป็นเหยือกน้ำ เมื่อเขาเทบางส่วนของน้ำออกจากเหยือกแสงโค้งรอบตามเส้นทางน้ำ ความคิดนี้ของ "ดัดไฟ" เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในใยแก้วนำแสง แม้ว่า Colladon เป็นคุณปู่ที่แท้จริงของใยเลนส์, ดอลล์มักจะได้รับเครดิต. 1930: เฮ็น Lamm และวอลเตอร์ Gerlach สองนักศึกษาเยอรมันพยายามที่จะใช้ท่อแสงที่จะทำให้ gastroscope-เป็นเครื่องมือสำหรับการมองภายในกระเพาะอาหารของใครบางคน. ปี 1950: ใน ลอนดอน, อังกฤษ, ฟิสิกส์อินเดีย narinder Kapany (1927-) และแฮโรลด์ฮอปกินส์นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ (1918-1994) มีการจัดการที่จะส่งภาพที่เรียบง่ายลงท่อไฟที่ทำจากพันของใยแก้ว หลังจากการเผยแพร่เอกสารทางวิทยาศาสตร์หลาย Kapany รับชื่อเสียงเป็น "บิดาแห่งใยแก้วนำแสง." 1957: สามนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนอเรนซ์เคิร์ ธ ทิกระเพรา Hirschowitz และวิลเบอร์ปีเตอร์สใช้ประสบความสำเร็จเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงที่จะทำให้โลกของ gastroscope แรก. 1960 จีนเกิดฟิสิกส์ชาร์ลส์เก่าสหรัฐอเมริกา (1933-) และเพื่อนร่วมงานของเขาจอร์จ Hockham ตระหนักว่าแก้วไม่บริสุทธิ์คือการใช้สำหรับใยแก้วนำแสงระยะยาวไม่มี เขาชี้ให้เห็นว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่ทำจากแก้วบริสุทธิ์มากจะสามารถที่จะดำเนินการส่งสัญญาณโทรศัพท์ผ่านระยะทางยาวมากและได้รับรางวัล 2009 รางวัลโนเบลฟิสิกส์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชาวโรมันจะได้รับความยินดีอย่างยิ่งกับตัวเองวันพวกเขาคิดค้นท่อตะกั่วประมาณ 2000 ปีที่ผ่านมา ในที่สุด พวกเขามีวิธีการง่ายต่อการพกน้ำจากสถานที่หนึ่งไปยังอีก จินตนาการถึงสิ่งที่พวกเขาต้องการให้ทันสมัย ไฟเบอร์จักษุสายเคเบิล - " ท่อ " ที่สามารถแบกโทรศัพท์และอีเมล์ที่ถูกต้องรอบโลกในเจ็ดวินาที !

รูปท่ออ่อน : :ไฟเบอร์ออปติก หมายถึง การส่งแสงลง เส้นบาง ๆของพลาสติกหรือกระจก โดยทำให้พวกเขาตีกลับซ้ำซากออกจากผนัง นี้เป็นการจำลองภาพ โปรดทราบว่าในบางประเทศเช่นอังกฤษ , ไฟเบอร์ออปติกสะกด " ไฟเบอร์เครื่องแก้ไขภาพกล้อง " ถ้าคุณกำลังมองหาข้อมูลออนไลน์ , มันคุ้มค่าทั้งการค้นหาการสะกดเสมอ

ว่าไฟเบอร์ออปติก ?

เราใช้ความคิดของข้อมูลการเดินทางในรูปแบบที่แตกต่างกัน เมื่อเราพูดใส่โทรศัพท์พื้นฐานโทรศัพท์ สายเคเบิลประกอบเสียงจากเสียงของเราลงในซ็อกเก็ตในผนังที่สายอื่นใช้มันเพื่อแลกเปลี่ยนโทรศัพท์ท้องถิ่น โทรศัพท์มือถือทำงานวิธีที่แตกต่างกัน : พวกเขาส่งและรับข้อมูลโดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า waves-a มองไม่เห็นวิทยุไร้สาย เพราะมันไม่ใช้สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกทำงานวิธีที่สาม มันส่งข้อมูลที่เข้ารหัสในแสงลงท่อแก้วหรือพลาสติก มันถูกพัฒนามาสำหรับ endoscopes ในปี 1950 เพื่อช่วยให้แพทย์เห็นภายในร่างกายของมนุษย์โดยไม่ต้องตัดมันออกก่อน ในปี 1960 , วิศวกรพบวิธีของการใช้เทคโนโลยีเดียวกันเพื่อส่งโทรศัพท์ที่ความเร็วของแสง ( 186 , 000 ไมล์ หรือ 300 ,000 กิโลเมตร ต่อ วินาที ) .



สายเคเบิลใยแก้วนําแสงเทคโนโลยี

พอใจสายขึ้นเป็นชิ้นบาง ๆของแก้วหรือพลาสติกที่รู้จักกันเป็นเส้นใยแสง , สายเคเบิลสามารถมีเพียงสองเส้น หรือมากเป็นหลายร้อย แต่ละกลุ่มสาระไม่น้อยกว่า สิบ หนาเท่าเส้นผมมนุษย์และสามารถถือประมาณ 25000 โทรศัพท์ดังนั้นกลุ่มเทมาเส็กทั้งหมดได้อย่างง่ายดายสามารถพกโทรศัพท์หลายล้าน

สายเคเบิลใยแก้วนําแสงถือข้อมูลระหว่างสองสถานที่ ใช้ แสง ( แสงทั้งหมดใช้เทคโนโลยี ) สมมติว่าคุณต้องการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ของคุณไปยังบ้านเพื่อนลงบนถนนโดยใช้ไฟเบอร์เครื่องแก้ไขภาพกล้อง คุณสามารถเบ็ดขึ้นคอมพิวเตอร์ของคุณเครื่องพิมพ์แบบเลเซอร์ซึ่งจะแปลงข้อมูลทางไฟฟ้าจากคอมพิวเตอร์เป็นชุดของการกะพริบแสง แล้วคุณจะยิงเลเซอร์ลงมาสายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสง หลังจากเดินทางลงเคเบิล , ลำแสงจะโผล่ออกมาที่ปลายอื่น ๆ เพื่อนของคุณจะต้องมีเซลล์ ( photoelectric องค์ประกอบแสงตรวจจับ ) เพื่อเปิดพัลส์ของแสงกลับเข้าไปในข้อมูลไฟฟ้าคอมพิวเตอร์ของเขา หรือเธออาจเข้าใจดังนั้นเครื่องมือทั้งหมดจะเป็นเช่นเรียบร้อยจริงๆ รุ่น Hi - Tech ของชนิดของโทรศัพท์ที่คุณสามารถทำออกมาสองกระป๋องถั่วอบและความยาวของเชือก !

ภาพ : ซ้าย : มาตรา 144 เส้นไฟเบอร์จักษุสายเคเบิล แต่ละเส้นทำด้านข้างของแก้วบริสุทธิ์ และบางกว่าเส้นผมมนุษย์ ภาพโดย เทค จ่า ไบรอัน เดวิดสัน มารยาทของกองทัพอากาศ

ยังไง

งานไฟเบอร์ออปติกสายเคเบิลใยแก้วนำแสงโค้งรอบวงด้วยแสงสีแดงส่องลงมามัน

ภาพ : ซ้าย : สายเคเบิลใยแก้วนําแสงบางพอที่จะใช้สัญญาณแสงเข้าไปในเส้นทางโค้งด้วย ภาพที่มารยาทของนาซ่าเกล็นศูนย์วิจัย ( nasa-grc )

ยังไงการขนส่งระบบรางช่วยให้แสงรังสีภายในสายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสง .

แสงเดินทางลงกลุ่มเทมาเส็ก โดยแสงซ้ำออกจากผนังแต่ละโฟตอน ( อนุภาคเล็ก ๆของแสงตีกลับลงท่อเหมือนหิมะจะตก น้ำแข็งวิ่ง ตอนนี้คุณอาจคาดหวังว่าแสงเดินทางในท่อแก้วใส เพียงแค่การรั่วของขอบ แต่ถ้าแสงตกกระทบกระจกในมุมตื้นจริงๆ ( ไม่เกิน 42 องศา ) ก็สะท้อนกลับอีกว่ากระจกเป็นกระจก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนกลับทั้งหมดมันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ช่วยให้แสงสว่างภายในท่อ
ผลงาน : ใช่ : การขนส่งระบบรางช่วยให้แสงรังสีแสงลงภายในของกลุ่มเทมาเส็ก

อีกอย่างนึงที่ช่วยให้แสงในท่อโครงสร้างของสายเคเบิลซึ่งถูกสร้างขึ้นจากสองส่วนที่แยกต่างหาก . ชิ้นส่วนหลักของสายเคเบิลตรงกลางเรียกว่าหลักและที่เป็นบิตที่แสงเดินทางผ่าน