فیبر نوری و سرعت نور

فیبر نوری نوعی کابل است که برای انتقال اطلاعات به صورت نور از طریق پدیده انعکاس داخلی استفاده می‌کند. این کابل‌ها از رشته‌های بسیار نازک شیشه یا پلاستیک ساخته شده‌اند که نور را در داخل خود هدایت می‌کنند.

نحوه عملکرد فیبر نوری

اطلاعات (مانند صدا، داده یا تصویر) به صورت سیگنال‌های نورانی به فیبر نوری ارسال می‌شوند. این سیگنال‌ها در داخل فیبر نوری به طور مداوم منعکس می‌شوند و در طول مسیر به مقصد می‌رسند. انعکاس داخلی به این دلیل اتفاق می‌افتد که نور با زاویه‌ای از حد بحرانی به سطح داخلی فیبر برخورد می‌کند و به داخل آن بازتاب می‌یابد.

سرعت نور در فیبر نوری

سرعت نور در فیبر نوری معمولاً حدود 200,000 کیلومتر بر ثانیه است. این سرعت به دلیل ضریب شکست ماده فیبر نوری کمتر از ضریب شکست خلاء است. این سرعت به این معنی است که انتقال داده‌ها از طریق فیبر نوری بسیار سریع‌تر از انتقال داده‌ها از طریق کابل‌های مسی است.

فرمول سرعت نور در خلاء:

$$c = 299,792,458 text{ m/s}$$c=299,792,458 m/s

سرعت نور در فیبر نوری:

$$v = frac{c}{sqrt{n}}$$v=n​c​

که در آن:

• $v$v سرعت نور در فیبر نوری است.
• $c$c سرعت نور در خلاء است.
• $n$n ضریب شکست فیبر نوری است.

مزایای فیبر نوری

• سرعت بالا: انتقال داده‌ها بسیار سریع‌تر از کابل‌های مسی.
• پهنای باند بالا: امکان انتقال حجم زیادی از داده‌ها به طور همزمان.
• مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی: سیگنال‌های نوری در برابر تداخل الکتریکی آسیب‌پذیر نیستند.
• امنیت بالا: دسترسی به داده‌ها دشوارتر است.

کاربردهای فیبر نوری

• شبکه‌های اینترنت
• شبکه‌های تلفن
• سیستم‌های ارتباطی نظامی
• سیستم‌های تصویربرداری پزشکی