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欧华娱乐场真最新网址·睡前科学故事 光缆的工作原理是什么?

发布日期:2020-01-11 14:54:09 点击次数:4917

[摘要] 保护层不但可以把光牢牢地锁在光纤里,还可以防止光纤受到外部的破坏。有了光缆以后,我们可以在世界的两端以接近光的速度互相发射数据,享受着无与伦比的上网速度。

欧华娱乐场真最新网址·睡前科学故事  光缆的工作原理是什么?

欧华娱乐场真最新网址,各位小朋友大朋友大家好,我们又见面啦!今天我们要讲一讲光缆是怎么把世界上的信息搬运到你家的。

当你在看小猫视频的时候,你有没有想过,小猫是怎么“钻到”你的电脑里的呢?

对了,小猫就是通过铺设在你家的光缆,来到你的电脑里的。

传输信号的光缆示意图 图片来源:gizmodo

光缆,简单地说就是一种能够以光作为载体传递信号的缆线。就像电话线一样,它里面嗖嗖地传输着数据,它可以把大洋彼岸的信息搬运到你的电脑和手机里。

25年全球海底光缆发展变迁 图片来源:华盛顿邮报

古时候,人们既没有光缆,也没有互联网。如果古人想给家人传输信息,他们可能就得靠飞鸽传书了。

想象一下,如果你给爸爸妈妈发微信的时候是靠鸽子来传递信息,那么发出一个消息后,你得等上几十分钟甚至好几个小时才会收到回复。如果贪吃的鸽子开个小差,或者迷路的话,爸爸妈妈可要着急了。

图片来源:tumblr

但是光却不一样。你知道吗?爱因斯坦爷爷告诉我们,光速是宇宙中最快的速度。如果能用光来传输信息的话,我们就可以在1秒内,把信息传导到几千公里以外的地方去。

科学家们早在20世纪50年代的时候就产生了这个想法。他们用纯度很高的玻璃制造出了光缆中传递光的纤维——光纤。

整个光缆大概只有几厘米厚。光缆的里面是许多根头发一样细的玻璃丝——光纤,它的直径大概只有千万分之一米。再往外是一层又一层的保护层。

正在传输信号的光缆示意图 图片来源:generalcable

玻璃丝光纤就是传导光的介质。光在里面通畅地传播。保护层不但可以把光牢牢地锁在光纤里,还可以防止光纤受到外部的破坏。因为许多时候,连接我们和全世界的光缆的一部分是被铺设在海底的,所以光缆的保护层不但要防止海水的腐蚀,还要抵抗小鱼小虾还有人类的破坏!

普通光纤中,光的传播速度接近光速的69%,大约是每秒21万千米(光速在真空中的速度大约是每秒30万千米)。如果北极熊用光缆向南极的企鹅发送“你好,企鹅,我是北极熊”的消息,大概0.1秒之后,企鹅就能收到北极熊的信息。有了光缆以后,我们可以在世界的两端以接近光的速度互相发射数据,享受着无与伦比的上网速度。

光纤的包层可以让光被“锁”在光纤中 图片来源:thefoa

当你点击一个小猫视频时,激光就会载着小猫视频的数据,通过几百万次的反射和折射,嗖一下就来到了你的电脑中。

这些小咪就是通过光缆来到你的电脑里的 图片来源:neatorama

那么,在光缆里蹦蹦跳跳的光是怎样被转变成你看到的图像的呢?

我们用灯塔来打比方吧。树立在海岸上的灯塔为来往的船只导航,告诉它们海岸在哪里,现在天气怎么样。灯塔就是用一明一暗的方式来发信号的。

图片来源:dribble

和灯塔信号类似,光缆中的光也可以用类似的方式打出信号。在光缆中,光可以打出的信号只有2种:开着-1或者关着-0。光就像可靠的信使,一闪一闪、蹦蹦跳跳地携带者大量由0和1构成的信息,越过大洋,来到了你的电脑里,变成了爸爸妈妈的信息,变成了咪咪叫的小猫视频,变成了互联网中的大千世界。

最后我要留一个问题,到底是光缆先被发明,还是互联网先被发明呢?聪明的小朋友快开动脑筋,和爸爸妈妈一起寻找这个问题的答案吧。

找到答案的小朋友可以给我们留言。实在找不到也没关系,下一期我们会给出这个问题的答案。

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