Un cable de fibras ópticas.
Un cable de fibras ópticas.
Te presentamos el artículo "Comunicándonos con fibras ópticas". Las fibras
ópticas han mejorado notablemente la velocidad y la calidad de las comunicaciones, y han permitido el
desarrollo de las redes informáticas y de los sistemas de comunicación.
Luego de leer el texto podrás realizar dos actividades. En la primera, armarás un modelo de un
sistema de comunicación con fibras ópticas. En la segunda, podrás aplicar tus conocimientos
acerca de la estructura de la materia para comparar las propiedades de los cables de cobre y los de fibra
óptica, que están hechos de vidrio.
El vidrio es un sólido compuesto principalmente por sílice , que se obtiene de la arena, una materia
prima abundante en comparación con el cobre (con este elemento se fabrican los cables de cobre). Entre las
propiedades del vidrio, que lo hacen apto para la fabricación de fibras ópticas, se encuentran las
siguientes: es transparente, estable y resistente a los cambios de temperatura; además, es un producto no
contaminante, se puede obtener en forma de hilos muy delgados y se fabrica con un material fácil de conseguir,
la arena.
Las fibras ópticas transmiten luz , llevando el mensaje luminoso de manera rápida y segura por
largas distancias (por ejemplo, desde una central telefónica hasta una computadora) en forma de pulsos
luminosos. Los cables de cobre, en cambio, transmiten las señales por medio de pulsos eléctricos. Para
ser transmitidas por un cable de fibras ópticas, las señales deben ser convertidas primero en
señales luminosas.
El sistema de comunicación a través de las fibras ópticas tiene la siguiente secuencia: la información que se quiere transmitir se presenta como una señal eléctrica, que es transformada en una señal luminosa y acoplada a la fibra óptica por una fuente de luz. La fibra óptica transporta la información hasta el lugar de destino, donde la señal luminosa es convertida nuevamente en una señal eléctrica por un detector óptico.
El uso de las fibras ópticas como medio de transmisión luminoso presenta muchas ventajas. Algunas de ellas son las siguientes.
Sin embargo, también es importante considerar sus desventajas, entre las que se destacan las siguientes.
En esta actividad, armarás un modelo de un sistema de comunicación que utiliza fibras
ópticas.
Hilo, cable, cartulinas de color, marcadores, cola de pegar.
Utilizando estos materiales representá un circuito de comunicación por fibra óptica que comunique un teléfono (o una central telefónica) con una computadora. No te olvides de representar todos los componentes de la comunicación: emisor del mensaje, conversores, cable de fibra óptica, receptor del mensaje. Para guiarte podés consultar el esquema de "Comunicándonos con fibras ópticas".
A partir de tu modelo
Completá el cuadro comparativo de las propiedades de los cables de fibra óptica y los de cobre. Para hacerlo, utilizá la información desarrollada en "Comunicándonos con fibras ópticas".
La primera fila del cuadro es un ejemplo. Podés utilizarlo como guía.
| Propiedad analizada | Cable de fibra óptica | Cable de cobre |
| 1. Modo de transmisión de la información | Por pulsos luminosos | Por pulsos eléctricos |
| 2. | ||
| 3. | ||
| 4. | ||
| 5. | ||
| 6. | ||
| 7. | ||
| 8. |
Estas actividades se relacionan con los siguientes Contenidos Básicos Comunes para el Tercer Ciclo de la
EGB (Ministerio de Educación, República Argentina), correspondientes a Ciencias Naturales.
Bloque "El mundo físico".
Bloque "Estructura y cambios de la materia".
Tiempo estipulado: 60 minutos.
Que los alumnos puedan:
Se puede pedir a los alumnos que elaboren una explicación teórica del modelo contruido. Se pueden
elaborar preguntas acerca de las propiedades de la luz.
Objetivos
A partir de la actividad propuesta se espera que los alumnos desarrollen estrategias para:
Sugerencias de evaluación
Elaborar preguntas sobre las propiedades químicas y físicas y sobre las aplicaciones de diferentes
materiales.
Hebra: filamento de diversos materiales, como el vidrio, que se asemeja a hilos.
Sílice: sustancia formada por una estructura tridimensional compleja con átomos de silicio (Si) y oxígeno (O) unidos mediante uniones covalentes. Cada átomo de silicio se encuentra unido a cuatro átomos de oxígeno, y cada uno de estos, a su vez, a dos de silicio. Por lo tanto, la sílice (o dióxido de silicio, SiO2) contiene dos átomos de oxígeno por cada átomo de silicio. En la fabricación del vidrio la sílice de la arena se mezcla con otras sustancias y se funde a 1800 oC; cuando ésta se enfría, se forma un sólido vidrioso. El vidrio es un sólido amorfo porque está formado por la unión de estos componentes en forma desordenada, en una estructura rígida de tres dimensiones que no posee unidades repetitivas, como los sólidos cristalinos.
Luz: radiación compuesta por ondas electromagnéticas, como las del microondas, las
de la radio o los rayos X, de frecuencia y longitud de onda determinadas. La frecuencia de una onda
electromagnética es la cantidad de oscilaciones completas que realiza en un segundo (su unidad es 1/segundo o
herz); en cambio, la longitud de una onda es la distancia, medida en metros, que corresponde a un ciclo completo de
esa onda. La luz que se utiliza para las comunicaciones por fibra óptica es de mayor longitud de onda que la
luz visible, es decir que corresponde a la luz infrarroja. En el espacio libre, la luz viaja en línea recta a
una velocidad de aproximadamente 300.000 kilómetros por segundo. Cuando pasa de un material a otro (por
ejemplo, del aire al agua) cambia tanto su dirección como su velocidad. Por ejemplo, si un rayo de luz incide
en un material transparente como el agua, cuando ingresa en ella cambia la dirección. Este fenómeno
óptico se denomina refracción de la luz. En cambio, cuando un rayo luminoso incide sobre un espejo, la
luz "rebota" en él y vuelve al aire. Este fenómeno se denomina reflexión de la luz. Si
la reflexión es total, todos los rayos de luz volverán al primer medio; esto ocurre con los rayos de
luz dentro de la fibra óptica que, al desviarse, son reflejados hacia el interior del núcleo de la
fibra, lo que impide que se escapen.
La fibra óptica como medio de
transmisión de la luz
Información teórica avanzada sobre la fibra óptica como medio de transmisión de la luz,
descripción de sus características y comparación con el cable coaxial. (Fecha de consulta: 8 de
septiembre de 2000.)