Fibra ótica - como funciona?

Fibra ótica - como funciona ?

De forma bem simples podemos dizer que a fibra ótica é um condutor para luz da mesma forma que um cano é o condutor para a água.

A luz é uma forma de energia que normalmente viaja pelo espaço em linha reta a velocidade de 300 mil quilômetros por segundo.

Três coisas curiosas sobre a luz:
1) se bater sobre uma superfície escura ela “morre”;
2) se mudar de ambiente, passar do ar para a água ou do ar para o vidro, ela sofre uma refração, ou seja, muda seu caminho;
3) se bater sobre uma superfície reflexiva ela é desviada no mesmo ângulo com que se chocou com essa superfície.

A luz foi desviada com o mesmo ângulo com que bateu sobre o espelho.

A gravidade também consegue desviar a luz. A teoria da Relatividade de Albert Einstein foi comprovada observando o desvio da luz das estrelas quando passavam próximas do Sol.

A Fibra ótica não desvia o trajeto da luz nem a atrai como faz a gravidade, ela usa a reflexão para alterar o caminho da luz.

Uma curiosidade sobre a luz, ela não faz curva, a não ser que sofra a interferência da gravidade, mas nesse caso a gravidade precisa ser muito forte, como acontece próximo das estrelas.

Imagine a fibra ótica como um cano muito fino revestido com espelhos do lado de dentro. A luz reflete do lado de dentro da água como se fosse um espelho refletindo a luz várias vezes. Isso dá a impressão que a luz está fazendo uma curva, mas é só aparência porque ela continua viajando em linha reta.
    

Fibra ótica - como funciona ?

Cuidado: o laser, dependendo da potência, pode causar danos irreversíveis se atingir os olhos. Para fazer essa experiência é bom usar aqueles chaveiros laser porque a potência da luz é fraca. A potência máxima de um laser aprovada pelo InMetro é de 5 mW (miliWats), nos brinquedos a luz não pode ultrapassar 1 mW. Na dúvida lembre-se do seguinte: se custou caro é porque o laser é potente e perigoso. Um chaveiro laser custa cerca de R$ 7 a R$ 10 no MercadoLivre.

Quanto maior a curvatura do jato d'água mais visível é o efeito da luz fazendo a curva.
    

O furo precisa ser redondo e não pode ser muito grande. Use um alfinete para furar a garrafa e depois use um prego ou agulha grossa para aumentar o furo.
    

    
Se possível remova as rebarbas ao redor furo. Quanto mais perfeito for o furo na garrafa mais regular será o formato do jato d’água, isso é importante porque facilita a reflexão da luz do lado de dentro da água.

Não fure a garrafa com a ponta da tesoura, é bem provável que você vai fazer um corte ao invés de um furo redondo.

Prenda bem a caneta laser no suporte. O furo na garrafa precisa ser preciso, no ponto exato onde vai bater a luz do laser.
    
O ideal é fazer o furo na garrafa com a ajuda de outra pessoa. Enquanto um dispara a luz do laser o outro fura a garrafa com o alfinete.
    

Use garrafa pet de 1 litro ou maior. Quanto mais durar o jato d'água maior será o tempo da experiência.

Se for repetir a experiência várias vezes coloque um recipiente embaixo da garrafa para reaproveitar a água. Depois você pode usar um funil para recolocar a água na garrafa.

Fibra ótica - como funciona ?

Cuidado: o laser, dependendo da potência, pode causar danos irreversíveis se atingir os olhos. Para fazer essa experiência é bom usar aqueles chaveiros laser porque a potência da luz é fraca. A potência máxima de um laser aprovada pelo InMetro é de 5 mW (miliWats), nos brinquedos a luz não pode ultrapassar 1 mW. Na dúvida lembre-se do seguinte: se custou caro é porque o laser é potente e perigoso. Um chaveiro laser custa cerca de R$ 7 a R$ 10 no MercadoLivre.

Pais
Sempre que possível faça a atividade junto com seu(s) filho(s). Explique os detalhes de cada parte da montagem e o resultado final, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Essa atividade é boa para dar uma ideia do que é a luz e como ela se comporta.
Outra coisa legal é a criança poder montar a atividade sobre sua supervisão sem grandes dificuldades. O fato dela montar todo o esquema e depois conseguir ver a luz fazer uma curva é muito importante para o desenvolvimento da sua autoestima e criatividade.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Esse experimento não é caro e pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre ótica, luz, projeção, reflexo, etc.