1. O que são fibras óticas?

Passo 1

O enunciado pergunta o que são fibras óticas. Esse tema faz parte de guias de onda em óptica e comunicações, e para responder precisamos descrever a constituição física das fibras, o princípio de funcionamento (baseado em reflexão interna total) e mencionar suas aplicações principais.

Passo 2

Uma fibra ótica é composta essencialmente de três camadas: o núcleo, o revestimento (cladding) e a jaqueta protetora. O núcleo é feito de vidro ou plástico com índice de refração n_1. O revestimento envolve o núcleo e tem índice \,n_2<n_1. Essa diferença de índices é fundamental para confinar a luz dentro do núcleo.

Passo 3

O princípio de funcionamento é a reflexão interna total. Sempre que um raio de luz atinge a interface núcleo–revestimento com ângulo de incidência maior que o ângulo crítico
\theta_{c} = \arcsin\!\bigl(\tfrac{n_2}{n_1}\bigr),
ele é refletido de volta para dentro do núcleo, propagando-se com baixíssima perda de sinal. Isso permite transmitir pulsos de luz a grandes distâncias com atenuação reduzida.

Passo 4

Existem dois tipos principais de fibra ótica:
Multimodo: diâmetro do núcleo maior, vários modos de propagação, adequado para curtas distâncias (redes locais).
Monomodo: núcleo mais estreito, só permite um modo, ideal para longas distâncias (telecomunicações).
As fibras óticas são usadas em sistemas de comunicação de dados e voz, em sensores (temperatura, pressão) e em aplicações médicas (endoscopia).

Resposta

Fibras óticas são filamentos de vidro ou plástico formados por um núcleo de índice de refração maior envolto por um revestimento de índice menor, que guiam sinais luminosos por reflexão interna total. Elas viabilizam a transmissão de dados em alta velocidade e longa distância com baixa atenuação, sendo amplamente usadas em telecomunicações, redes de computadores, sensoriamento e aplicações médicas.

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