Vlnovod

Jak se světlo udrží na správné cestě aneb Úplný vnitřní odraz

Stiskněte tlačítko exponátu a sledujte zelený laserový paprsek uvnitř průhledné tyče. Možná vás překvapí, že světlo nemusí letět jen přímočaře!

Za určitých podmínek se dokáže odrážet od stěn materiálu tak, že zůstává uvnitř a pokračuje dál, jako by bylo uvězněné v průhledném tunelu.

Tento jev se nazývá úplný vnitřní odraz. Nastává tehdy, když světlo dopadá na rozhraní mezi dvěma prostředími – zde mezi plexisklem a vzduchem – pod vhodným úhlem. Paprsek se pak nešíří ven, ale odráží se zpět dovnitř. Změnou úhlu dopadu můžete pozorovat, jak se mění jeho dráha. Když naopak překročíte mezní úhel, světlo z tyče unikne a odrazy zmizí.

Právě na tomto principu fungují optická vlákna, která dnes přenášejí obrovské množství informací po celém světě. Světelné signály v nich putují na velké vzdálenosti díky tisícům odrazů od stěn vlákna. Bez tohoto objevu by nebyl možný rychlý internet, moderní telekomunikace ani řada lékařských a průmyslových technologií.

Optická vlákna však nepřenášejí jen data. V Ústavu fotoniky a elektroniky AV ČR připravujeme nové typy optických vláken pro aplikace v laserech a senzorech. Také využíváme optické sítě k přenosu a distribuci přesného času. Národní časová stupnice UTC (Tempus Pragense) je vytvářena cesiovými hodinami jako fyzická predikce světového koordinovaného času UTC. Od roku 1970 se ÚFE podílí na jeho tvorbě a patří tak mezi pracoviště, která pomáhají udržovat časový standard používaný po celém světě.

Hodiny v blízkosti této tabule připomínají význam přesného času pro moderní společnost. Bez něj by nemohly spolehlivě fungovat telekomunikační sítě, družicová navigace, energetické soustavy ani mnoho vědeckých měření. S rozvojem národní časové stupnice UTC (TP) jsou spojena v první řadě jména Vladimíra Ptáčka a Jiřího Tolmana, kteří patřili k průkopníkům tohoto oboru v Akademii věd.