الألياف الضوئية هي طريقة لإيصال الضوء من خلال أسلاك زجاجية أو ألياف شفافة. يمكن للضوء أن ينتقل عبر هذه الألياف لمسافات طويلة. يمكن أن تحمل الألياف الضوء من خلال التقلبات والمنعطفات تمامًا مثل الأسلاك النحاسية التي تحمل الكهرباء. يمكن أن تستخدم الألياف الضوئية أيضًا الضوء لنقل المعلومات ، تمامًا مثل الأسلاك النحاسية التي تحمل المعلومات في التيار الكهربائي. يمكن للطلاب استخدام الأدوات المنزلية لإظهار المبادئ الأساسية للألياف الضوئية ، أو استخدام خيوط الألياف الضوئية لتوضيح استخدامات أكثر عملية للألياف البصرية.
الألياف البصرية طبق الخبز
يمكن للطلاب الصغار إنشاء عرض توضيحي أساسي لكيفية نقل الزجاج للضوء باستخدام مصباح يدوي وصحن زجاجي للخبز. ضع طبقًا زجاجيًا للخبز على سطح مستوٍ وقم بتغميق المنطقة. قم بتسليط مصباح يدوي أو مؤشر ليزر لأسفل على حافة واحدة من طبق الدعم. راقب الحافة المقابلة لوعاء الخبز. انظر كيف سفرة خفيفة أسفل حافة طبق الدعم ، من خلال أسفل الحافة وحتى الحافة المقابلة.
الماء يحمل الضوء
•••جوبيتيريماجيس / كومستوك / جيتي إيماجيس
يمكن للطلاب استخدام الماء كوسيلة لحمل الضوء ، مثل خيوط الألياف الضوئية. لف زجاجة ماء بورق الألمنيوم. اترك فقط الجزء السفلي وفتحة الزجاجة غير مغلفة. املأ الزجاجة بالماء ، ثم اجعل المنطقة داكنة. سلّط مصباحًا يدويًا عبر قاع الزجاجة بينما تقوم بقلب الزجاجة لسكب الماء. سيضيء تيار الماء عندما يصب من الزجاجة.
تواصل مع الضوء
يمكن للطلاب توضيح كيف يمكن لخيوط الألياف الضوئية الفعلية أن تحمل الضوء بشكل اتجاهي. اصنع دائرة كهربائية تتكون من بطارية ومفتاح وصمام ثنائي باعث للضوء (LED). قم بتوصيل الأسلاك الكهربائية بحيث يضيء مؤشر LED عند إغلاق المفتاح. قم بتوصيل كابل ألياف بصرية بمصباح LED. قم بثني الكبل بطرق مختلفة وقم بتوجيهه عبر العوائق أو حولها ، ثم أوضح كيف ينبعث الضوء من LED من نهاية كابل الألياف الضوئية.
تدهور الإشارة
فكرة أخرى لمشروع علمي هي مقارنة تطبيقات الألياف الضوئية في ظل ظروف مختلفة. قم بتوصيل مصدر صوت بمخرجات بصرية بالسماعات باستخدام كبلات الألياف الضوئية. تسمى الكابلات المصممة لهذا التطبيق كبلات TOSLINK. اخضع كابل TOSLINK لظروف مختلفة من الحرارة أو البرودة أو الاهتزاز أو غيرها. قارن إخراج الصوت من كبل TOSLINK التجريبي بإخراج الصوت من كبل TOSLINK في ظل ظروف التشغيل العادية ،