Спектр электромагнитных волн

Создана 29.04.2022
Отредактирована 29.04.2022

Лучи света, которые используются в оптоволоконных кабелях, - это разновидность электромагнитной энергии. Электрические заряды, которые движутся с ускорением, либо их колебания приводят к выделению энергии в виде электромагнитного излучения. Электромагнитная энергия в виде световых волн может распространяться через вакуум, воздух и некоторые материалы, такие, как, например, стекло. Важной характеристикой электромагнитных волн является их длина волны (рис. 1). 

Рис. 1. Длина волны

Радио-, микроволны, радар, видимый свет, рентгеновские и гамма лучи кажутся совершенно разными вещами, но на самом деле это все лишь различные типы электромагнитной энергии. Если все формы электромагнитной энергии расположить в порядке убывания длины волны, мы получим электромагнитный спектр, который показан на рис. 2.

Рис. 2.Электромагнитный спектр

Длина волны электромагнитного излучения определяется частотой колебаний электрического заряда, который излучает эти волны. Например, если колебания заряда происходят медленно, то такой заряд излучает длинные волны. Визуально движение электрических зарядов и излучаемые волны можно представить себе как движение палки в водоеме. Если медленно двигать палкой вперед и назад, на воде возникнут волны с большим расстоянием между их вершинами. Если же палкой двигать в более быстром темпе, тогда расстояние между вершинами волн уменьшится.

Все электромагнитные волны излучаются единым образом, поэтому все они имеют одинаковые свойства. Например, скорость распространения любых электромагнитных волн в вакууме равна 300 000 км/с, либо 186 000 миль/с. Такую скорость называют скорость света.

Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитную энергию с длиной волны в диапазоне от 700 до 400 нанометров. Нанометр равен одной миллиардной части метра (0,000000001 м), обычно его обозначают как нм. Электромагнитное излучение, длина волны которого находится в пределах между 700 нм и 400 нм, называют видимым светом. Излучение, длина волны которого находится в районе 700 нм и выше, имеет красный цвет. А излучение с длиной волны 400 нм и меньше имеет фиолетовую окраску. В средней части видимого электромагнитного спектра цвета распределены точно так же, как в радуге.

Для передачи данных через оптические волокна используются длины волн, которые невидимы для человеческого глаза. Длина этих волн немного превосходит длину волны видимого света. Такие волны называются инфракрасным излучением. Инфракрасные волны часто используются в бытовой технике, например, пультах дистанционного управления. Основные значения длин волн, используемых для передачи данных по оптоволоконным каналам:

• 850 нм;
• 1310 нм;
• 1550 нм.

Эти длины волн выбраны потому, что они лучше распространяются через оптоволоконные каналы, чем остальные.