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Fibra óptica

Estratégias de ensino-aprendizagem

A atividade experimental aqui proposta tem por finalidade realizar a simulação de uma fibra óptica através de um experimento de baixo custo.
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A fibra óptica é um dos dispositivos mais importantes da atualidade. Em uma explicação bastante simples, a fibra óptica é um cilindro transparente, de índice de refração nf, imerso no ar. O índice de refração deve ser tal que um raio de luz, ao penetrar nesse cilindro por uma de suas faces, não possa emergir pelas laterais em razão da reflexão total. Dessa forma, o raio de luz é “aprisionado” ou confinado pela fibra óptica, saindo apenas na outra face.

Diante do exposto, esta atividade experimental tem por finalidade simular os efeitos de uma fibra óptica.

Materiais

- uma caixa de leite
- uma luminária
- um canudo
- água
- leite em pó

Montando o experimento

Primeiramente corte a caixa de leite na parte superior. Depois, faça um pequeno furo na lateral estreita inferior da caixa, de modo que caiba o canudo. O furo deve ser feito a 2 cm do fundo da caixa de leite. Em seguida corte um pedaço de 3 a 4 cm do canudo e coloque-o no furo da caixa de modo que ele fique 1 cm fora da caixa e 2 cm dentro dela. Use cola quente ou cola de silicone para vedar o canudo, para não vazar água.

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Realizando o experimento

Misture, em um recipiente, água com um pouco de leite em pó. Posteriormente, tampe o canudo com o dedo e coloque a água com leite em pó dentro da caixa de leite.

Pegue a luminária e coloque-a no topo da caixa, de modo que toda a luz seja direcionada para dentro da caixa de leite. Apague as luzes do local, deixando-o o mais escuro possível. Em seguida, com o ambiente escurecido, retire o dedo do canudo e verifique o que acontece com o feixe de água que sai do canudo.

Pelo fato de o ambiente estar escurecido, observar-se-á, de forma bastante clara, que a água serve como condutora de um feixe de luz, tendo, então, basicamente, uma fibra óptica feita com água.

Em uma fibra óptica, o princípio físico usado na transmissão de dados é a reflexão total da luz. Sabemos que quando a luz muda de meio de propagação, parte dela é refletida e outra parte é transmitida. Sendo assim, se a diferença entre os índices de refração for muito grande para um determinado ângulo, pode ocorrer a reflexão total, ou seja, toda a luz será refletida. 

Por Domiciano Marques
Graduado em Física

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