Os membros da Royal Society, a academia de ciências britânica acreditavam que a luz caminha sempre em linha reta. Até 1870, quando viram acontecer algo que lhes parecia impossível. De fato, naquele ano, em Londres, o físico John Tyndall (1820-1893) mostrou a seus incrédulos colegas que a luz podia fazer uma curva. Ele colocou uma lanterna dentro de um recipiente opaco cheio de água, com um orifício num dos lados, pelo qual a água escorria. A luz acompanhava a trajetória curva da água, como se tivesse sido dobrada. Na verdade, a luz se propaga em ziguezague, saltando de um lado para o outro dentro do fio de água, numa série de reflexões internas.
A descoberta de Tyndall, entretanto, só começou a ter utilidade prática em 1952, graças às pesquisas do físico indiano Narinder Singh Kapany, então com 25 anos.
Reflexão total é o fenômeno ótico que ocorre na fronteira de dois meios transparentes, como ar e água, quando um raio de luz vindo de um meio com alto índice de refração (que indica o quanto a luz é desviada de sua trajetória original), por exemplo, a água, incide num meio com baixo índice de refração, como o ar. Se o ângulo de incidência da luz for maior que um certo ângulo tido como limite, que é constante para cada material, o raio se refletirá com o mesmo ângulo. Caso contrário, passará para o outro meio. Kapany, que também trabalhara como projetista de lentes, começou a estudar o fenômeno em prismas, depois em cilindros de vidro transparente. O que ele buscava na realidade era uma forma de aprisionar a luz.
Para isso, nas suas experiências, passou a empregar dois cilindros, um dentro do outro. Depois trocou o cilindro externo por uma película de vidro. O físico percebeu que, se essa película tivesse um índice de refração muito inferior ao do cilindro, funcionaria como um espelho, concentrando toda a luz.
Dessa forma, Kapany engendrou sua armadilha para a luz. Uma vez dentro do cilindro, ela só saía pela outra extremidade. Mesmo com tubos curvos, a luz fluía como água, realizando milhares de reflexões sucessivas, sempre no mesmo ângulo. Para multiplicar os usos dos tubos, bastava estreitar os canos de luz, de cerca de um palmo de diâmetro, às dimensões de um fio de cabelo. Achar um material com as características do vidro e a maleabilidade de fios de cobre não foi muito difícil: afinal, as fibras de vidro já eram conhecidas desde o século XVIII e até então vinham sendo usadas como isolante térmico. Por isso, foram suficientes algumas adaptações no processo de fabricação para conseguir os índices de retração desejados. Assim, após três anos de pesquisas, em 1955, Kapany cunhou a expressão fibra ótica - e patenteou a invenção.
Agrupadas em feixes, as fibras tornam-se um preciso transmissor de imagens - isto é, absorvem a luz melhor que qualquer sistema ótico, como lentes ou prismas. No início, Kapany pensou que seu uso ficaria restrito à Medicina, no aperfeiçoamento do endoscópio, instrumento utilizado para observar o interior do corpo humano. Em 1966, porém, o físico chinês Charles Kao, pesquisador dos Laboratórios Standard, de Harlow, Inglaterra, teve a idéia de usar fibras óticas para a transmissão de chamadas telefônicas. Ele mostrou que cabos de fibras óticas, embora muitíssimo menores que os cabos convencionais, têm uma capacidade muito maior de transmissão de dados - também de telex, televisão, computador etc. - a um custo muito menor. Além disso, como não conduzem eletricidade, ficariam imunes a interferências elétricas exteriores. A luz que os cabos óticos transmitem é gerada normalmente por um diodo emissor de luz (led, em inglês) ou por um tubo de raios laser.
Com seus experimentos, Kapany inventou a fibra ótica, o revolucionário instrumento de telecomunicações que talvez venha ainda a substituir os próprios circuitos eletrônicos nos computadores.
Daniela Jaqueline Pranke
Bibliografia:
http://www.estadao.com.br/noticias/vidae,inventores-da-fibra-optica-e-da-camera-digital-ganham-o-nobel,446557,0.htm
http://www.portalbrasil.net/curiosidades.htm
http://super.abril.com.br/superarquivo/1989/conteudo_111705.shtml
Bibliografia Imagens:
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