11. SınıfFizik
Fiber Optik — Çalışma Sayfası
Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.
Bu konuda öğrenecekleriniz
- Optik lifin çekirdek ve kabuk yapısını tanımak ve görevlerini açıklamak
- Tam iç yansımanın koşullarını ve optik lifte nasıl gerçekleştiğini anlamak
- Kritik açı ve kabul açısı kavramlarını ilişkilendirerek hesap yapmak
- Basamak indeksli ve kırılma indisinde lifleri karşılaştırmak
- Optik lifin iletişim alanındaki avantajlarını gerekçeleriyle sıralamak
Önemli noktalar
- Optik lifte ışık kırılmaz, sürekli yansıyarak ilerler ve bu sayede merkezden ışık kaybı olmaz
- Çekirdeğin kırılma indisi kabuğunkinden büyük olmalıdır, aksi hâlde tam iç yansıma gerçekleşmez
- Kritik açıdan büyük açılarda ışık lifin dışına çıkar, bu durumda iletim kaybı yaşanır
- Kabul açısı ne kadar büyükse lifin eğilmeye bağlı kaybı o kadar az olur
- Basamak indeksli lifler çok modlu, tek modlu lifler ise dar bant genişliğiyle çalışır
- Optik lif camdan yapıldığı için elektrik akımı taşımaz, yalnızca ışık sinyali taşınır
Formüller ve kurallar
- tam iç yansıma koşulu: n₁ > n₂ ve açı kritik açıdan küçük olmalıdır
- kritik açı: sin θₛ = n₂ / n₁ (dış ortamın indisinin iç ortamın indisine oranı)
- Snell yasası: n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂
- kabul açısı (sayısal açı): sin θₘ = √(n₁² − n₂²)
- kırılma indisi: n = c / v
- iletim gecikmesi: t = lif uzunluğu / ışığın ortamdaki hızı
Sık yapılan hatalar
- Hata: Optik lifte ışığın kırılarak ilerlediğini düşmek yanlıştır, ışık sürekli yansıyarak ilerler
- Hata: Kabuk indisinin çekirdek indisinden büyük olduğunu varsaymak tam iç yansımayı engeller
- Hata: Kritik açıyı 90 derece kabul etmek hatalıdır, açı daima 90 dereceden küçüktür
- Hata: Kabul açısı hesabında karekök içindeki değerin negatif çıkabileceğini görmezden gelmek yanlıştır
- Hata: Optik lifin iletken tel gibi akım taşıdığını sanmak yanlıştır, lif yalnızca ışık iletir
Hızlı tekrar ipuçları
- Kritik açı hesabında pay ve paydayı ters yazmayın, kırılma indisi büyük olan alttır
- Kabul açısı formülünde karekök içindeki fark pozitif olmalı, n₁ her zaman n₂ den büyüktür
- Lifin çekirdek ve kabuk indisini karşılaştırırken önce hangisinin büyük olduğunu belirleyin
- Iletim gecikmesi hesabında lif uzunluğunu metre cinsine çevirmeyi unutmayın
- Şekil çizimlerde yansıma açısının da gelme açısına eşit olduğunu mutlaka gösterin
Kendini dene
Bu sayfayı okuduktan sonra Fiber Optik konusunun çözümlü sorularını çöz.