ackoo - učební texty

Vysvětlení teorie šíření světla optickým vláknem

• Geometrická teorie šíření světla optickým vláknem je založena na představě světla jako množiny paprsků. Z vhodného zdroje se nejprve světlo naváže do vlákna a poté se vyšetřuje dráha (trajektorie) každého paprsku zvlášť, tak jak prochází optickým vláknem od jeho začátku až na konec.
• Chceme-li světlo vést i přes ohyby, musíme zajistit, aby byl paprsek stěnou světlovou odražen zpět do jeho středu. Úkolem stěny je tedy zabezpečit, aby se světlo nedostalo ven a procházelo pouze okolo jeho středu.

• Pro popis šíření světla použijeme důležitou veličinu z geometrické optiky – index lomu n, který je vlastností daného materiálu. Tato bezrozměrná veličina ( vždy větší než 1) vyjadřuje, kolikrát je rychlost světla v daném prostředí menší než rychlost světla ve vakuu, tedy:

        n =c/v

 kde c je rychlost světla ve vakuu

       v je rychlost světla v uvažovaném prostředí

 Snellův zákon odrazu a lomu

Úhel odrazu se rovná úhlu dopadu, takže odražený paprsek má stejný úhel od kolmice dopadu jako spršek dopadající.

Úhel lomu není stejný.

• Jestliže je n₁ větší než n₂, paprsek se lomí  a částečně odráží.
• Pokud dosáhne úhel hodnoty tzv. kritického úhlu, úhel lomeného paprsku je právě 90 stupňů , tj. paprsek prochází rovinou rozhraní.
• Zvětší-li se úhel dopadu nad hodnotu kritického úhlu, dochází k jevu úplného odrazu – veškerá energie dopadající ho paprsku se odráží a nedochází k neužitečným ztrátám původní energie paprsku.