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光ファイバー(実験器具の写真)

実験してみよう

光ファイバー通信に挑戦!

 ここでは、光無線通信で使った装置に、光ファイバーアダプタを組み合わせます。

  • 紙コップ側をライトにかぶせましょう。
  • ゴム栓側を受信機に取りつけましょう。

 装置はこれで完成です。

 さあ、それでは無線通信のときと同じように、マイクに向かって声を出してみましょう。うまく聞こえましたか?

Q 聞こえない場合は、何が原因なのでしょうか?
A-1 紙コップに取付けた光ファイバーの位置が、ライトの像の最も明るい場所からズレていませんか?
受信機からいったん光ファイバーを取り外して、ファイバーを覗き込みながら、最も明るく見えるように紙コップの位置を調整してみましょう。
A-2 受信機に取り付けたゴム栓を少しずつ動かしてみましょう。
受信機に使われているセンサーは光の入ってくる方向に非常に敏感です。
ファイバーの先端が、センサーの先端ギリギリの所に来るようにすると効果的です。
  • 聞こえにくい場合は、よく聞こえるように色々な箇所を調整してみましょう。
  • 受信機についているボリュームを、聞こえるようになるまで上げてみましょう。
注意!
ボリュームを上げた状態で無線通信実験を行ったり、蛍光灯に直接かざしたりすると、大音量によって耳を傷める可能性がありますので、光ファイバー通信以外の場合は適度なボリュームに戻して下さい。
Q 光ファイバーを束ねたり、伸ばしたり、らせんに巻いたりしながら、聞こえる音の大きさや質が変化するかどうかを調べてみましょう。
Q なぜ光ファイバーは光を閉じ込めて伝えることが出来るのか、考えてみましょう。
Q 思ったよりも聞こえにくいのですが?
A 光ファイバーに入ってくる光量はごくわずかで、無線通信の時と比べても少なくなりますので、聞こえにくくなります。
レンズを使って光ファイバーにより多くの光を集めれば、よりはっきりと聞こえるでしょう。手元にレンズがあればチャレンジしてみてください。
Q ファイバーの長さをだんだん長くしていくとどうなりますか?
A 聞こえる音量はだんだん小さくなっていきます。非常に長くなると聞こえなくなってしまいます。
Q それでは光ファイバーを使った通信は短距離でしかつかえないのではありませんか?(中級編)
A それは、今回使ったライト、ファイバーの材質、受信機の性能に原因があります。
懐中電灯に使われているような白熱球と呼ばれるタイプの電球から発せられる光は、その大部分が人間の眼に見えない赤外線です。次に、今回使ったファイバーはプラスチックで出来ていて、赤外線を通す能力(透過率といいます)は可視光線ほど高くありません。そのため、電球から出た赤外線は、光ファイバーの中を進むにつれて弱くなっていきます。さらに、受信機に使われているセンサーは、可視光線よりも赤外線の方が感度が高いので、赤外線が減少すると、とたんに出力が下がるのです。これがファイバーを伸ばしていくと音量が小さくなっていく理由です。
 それでは、実際の光ファイバー通信ではどうなっているかというと、光ファイバーはプラスチックではなく、ガラスを用います。ガラスの場合、赤外線のうち特定の色については、ファイバー中での損失がほとんどありません。このような光をレーザーでつくって送信しています。

 以上で実験は終了です。

 光ファイバーを使った通信は、実際に使われている技術です。光ファイバーを使うとどんな便利なことがあるか、考えてみましょう。また、光ファイバーがどんなところで使われているか色々調べてみてください。10年後、20年後にはどんな新しい技術が生まれているのか、想像してみて下さい。

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