Kuituoptiikka on menetelmä valon toimittamiseksi kirkkaiden, lasilankojen tai kuitujen kautta. Valo voi kulkea näiden kuitujen läpi pitkiä matkoja. Kuitu voi kuljettaa valoa kiertojen läpi samalla tavalla kuin kuparilanka kuljettaa sähköä. Kuituoptiikka voi myös käyttää valoa tiedon kuljettamiseen, aivan kuten kuparilangat kuljettavat tietoa sähkövirrassa. Opiskelijat voivat käyttää kotitaloustarvikkeita kuituoptiikan perusperiaatteiden esittämiseen tai käyttää kuituoptisia säikeitä käytännön kuituoptiikan käyttötarkoituksiin.
Astiankuituoptiikan paistaminen
Nuoret opiskelijat voivat luoda perustiedot siitä, kuinka lasi voi kuljettaa valoa taskulampun ja lasisen leivinastian avulla. Aseta lasinen leivinastia tasaiselle pinnalle ja tummenna alue. Kiillota taskulamppu tai laserosoitin taustalevyn yhdelle reunalle. Noudata leivinastian vastakkaista reunaa. Katso miten valo kulkee alas taustalevyn reunaa reunan pohjan läpi ja ylöspäin vastakkaiseen reunaan.
Vesi kantaa valoa
•••Jupiterimages / Comstock / Getty Images
Opiskelijat voivat käyttää vettä ajoneuvona valon kuljettamiseen, aivan kuten kuituoptiset säikeet. Kääri vesipullo alumiinifolioon; jätä vain pullon pohja ja aukko käärimättä. Täytä pullo vedellä ja tummenna sitten alue. Loista taskulamppu pullon pohjan läpi, kun kallistat pulloa kaatamaan vettä. Vesivirta valaistaan, kun se kaadetaan pullosta.
Kommunikoi valon kanssa
Opiskelijat voivat osoittaa, kuinka todelliset kuituoptiset säikeet voivat kuljettaa valoa suuntaan. Tee sähköpiiri, joka koostuu akusta, kytkimestä ja valodiodista (LED). Liitä sähköjohdot niin, että LED palaa, kun kytkin on kiinni. Liitä valokaapeli LEDiin. Taivuta kaapelia eri tavoin ja ohjaa se esteiden läpi tai niiden ympärille ja osoita sitten, kuinka LEDin valo säteilee valokaapelin päästä.
Signaalin heikkeneminen
Toinen idea tieteelliselle projektille on verrata kuituoptisia sovelluksia eri olosuhteissa. Liitä äänilähde, jossa on optiset lähdöt, kaiuttimiin valokaapeleilla. Tätä sovellusta varten suunniteltuja kaapeleita kutsutaan TOSLINK-kaapeleiksi. Altista TOSLINK-kaapeli eri lämpötiloille, kylmille, tärinälle tai muille olosuhteille. Vertaa kokeellisen TOSLINK-kaapelin äänilähtöä TOSLINK-kaapelin äänilähtöön normaaleissa käyttöolosuhteissa,