Ακτίνες Λέιζερ, Φως και Επικοινωνίες

Από τον ανταποκριτή του «Ξύπνα!» στις Βρεταννικές Νήσους

ΦΩΣ—πόσο πολύτιμο και ζωτικό είναι για τον άνθρωπο! Η ίδια μας η ζωή εξαρτάται απ’ αυτό, επειδή χωρίς φως από το μεγάλο ηλεκτρικό εργοστάσιο του ηλιακού συστήματος, τον ήλιο, κάθε ζωή πάνω στη γη τελικά θα έπαυε. Λόγω, χωρίς αμφιβολία, της μεγάλης ομορφιάς του φωτός με την ατέλειωτη ποικιλία του σε χρώμα και μορφή, ο άνθρωπος επιδίωξε από τα πρώτα χρόνια του μια βαθύτερη κατανόησι της φύσεως του φωτός. Μαζί μ’ αυτό, έψαξε να βρη τρόπους παραγωγής και χρησιμοποιήσεως του φωτός για την καλύτερη ωφέλειά του.

Απ’ όλες τις ιδέες του, μια από τις πιο γοητευτικές πραγματοποιήθηκε στη δεκαετία του 1960, ελκύοντας τη φαντασία πολλών ανθρώπων έξω από τον κόσμο της επιστήμης. Ήταν η εφεύρεσις των ακτίνων λέιζερ. Η πρώτη δέσμη ακτίνων λέιζερ που λειτούργησε με επιτυχία, το 1960, χρησιμοποίησε το ρουμπίνι ως ενεργό υλικό και παρήγαγε μια κόκκινη ακτίνα, αλλά σήμερα μπορούν να χρησιμοποιηθούν—πολλά και διάφορα υλικά: Διοξείδιο του άνθρακα, νερό, ήλιον, αργόν—και το καθένα απ’ αυτά παράγει το δικό του χαρακτηριστικό χρώμα φωτός.

Πώς το φως που παράγεται από μια ακτίνα λέιζερ διαφέρει από το φως που παράγουν άλλες πηγές; Και ποιες πρακτικές εφαρμογές έχουν τώρα οι ακτίνες λέιζερ;

Ουσιαστικά, οι ακτίνες λέιζερ έχουν δυο ιδιότητες που καμμιά άλλη πηγή φωτός δεν έχει στον ίδιο βαθμό. Πρώτα απ’ όλα, η ακτίνα λέιζερ δεν διαχέει το φως της σε πολλές κατευθύνσεις, όπως κάνει ένας ηλεκτρικός λαμπτήρας, αλλά το περιορίζει σε μια στενή, έντονη ακτίνα, στο σχήμα μολυβιού. Δεύτερον, το ίδιο το φως είναι υπερβολικά διαυγές ή «σύμφωνο»—όπως ο ήχος μιας μόνο καθαρής νότας σ’ ένα μουσικό όργανο μάλλον παρά πολλές νότες συγχρόνως.

Οι ακτίνες λέιζερ, λόγω αυτών των ειδικών ιδιοτήτων, έχουν πολλές εφαρμογές σε διάφορους τομείς. Η κατευθυντική ιδιότητα της ακτίνας λέιζερ χρησιμοποιείται για τη μέτρησι της αποστάσεως της σελήνης από τον ήλιο, με την εκπομπή μιας ακτίνας από ένα τηλεσκόπιο 152 εκατοστών (60 ιντσών). Η απόστασις μετρήθηκε με περιθώριο λάθους 25 χιλιοστόμετρα (μια ίντσα)! Η υψηλή έντασις του φωτός κάνει τις ακτίνες λέιζερ χρήσιμες για την κοπή και τη συγκόλλησι. Ισχυρές ακτίνες λέιζερ με διοξείδιο του άνθρακα μπορούν να κόψουν χαρτί, ύφασμα ακόμη και διαμάντια, και μπορούν να συγκολλήσουν πολύ γρήγορα χονδρές χαλύβδινες πλάκες. Στον τομέα της ιατρικής, υπάρχουν σήμερα νυστέρια που λειτουργούν με ακτίνες λέιζερ. Οι γιατροί μπορούν να χειρισθούν αυτά τα νυστέρια με μεγαλύτερη ακρίβεια απ’ όσο το χειρουργικό μαχαίρι, και έχουν επίσης το επιπρόσθετο πλεονέκτημα ότι η ίδια η ακτίνα πήζει το αίμα, και έτσι δεν χρειάζονται λαβίδες για τα αγγεία του αίματος. Στο μάτι, γίνονται τώρα πολύ εύκολα συγκολλήσεις αποκολλημένων αμφιβληστροειδών με συσκευές λέιζερ που λειτουργούν με το αέριο αργόν, και έχουν γίνει πειραματικά λεπτές εγχειρήσεις φωνητικών χορδών στο λάρυγγα.

Αλλά ίσως μια από τις πιο συναρπαστικές και διαδεδομένες χρήσεις των ακτίνων λέιζερ και ωρισμένων άλλων ειδών φωτεινής πηγής αρχίζει τώρα. Οι επιστήμονες έχουν ήδη επινοήσει συστήματα επικοινωνίας με κύματα φωτός. Λειτουργούν ήδη πρωτότυπα συστήματα στα οποία τα τηλεφωνικά ή τηλεοπτικά σήματα μπορούν να σταλούν με φως που ταξιδεύει κατά μήκος υαλίνων ινών και όχι με ηλεκτρικό ρεύμα κατά μήκος καλωδίων. Στην πραγματικότητα, αναμένεται στις αρχές της δεκαετίας του 1980 να γίνη ευρεία εφαρμογή των συστημάτων επικοινωνίας με κύματα φωτός στις τηλεπικοινωνίες.

Πώς είναι δυνατόν να επιτευχθή επικοινωνία μέσω του φωτός; Τι πλεονεκτήματα προσφέρει αυτή η μέθοδος και πώς θα επηρεάση την καθημερινή μας ζωή; Ας εξετάσωμε με λεπτομέρειες πώς έχουν αναπτυχθή τα συστήματα με κύματα φωτός. Πρώτον, πρέπει να εξετάσωμε σύντομα τη φύσι του ίδιου του φωτός για να δούμε ότι, από μερικές απόψεις, μοιάζει πάρα πολύ με τα κύματα που χρησιμοποιούνται ήδη συνήθως για σκοπούς επικοινωνίας.

Η Φύσις του Φωτός

Το 1864, ο Τζέημς Κλερκ Μάξγουελ, ένας Σκωτσέζος φυσικός, κατώρθωσε να συνδυάση τους νόμους του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού. Διαπίστωσε ότι αυτοί οι νόμοι, όταν συνδυάσθηκαν μ’ αυτό τον τρόπο, προείπαν την ύπαρξι κυμάτων διαφόρων ειδών. Ένα απ’ αυτά τα κύματα διαπιστώθηκε ότι ήταν το κύμα φωτός, αλλά άλλα, άγνωστα μέχρι τότε, ανακαλύφθηκαν αργότερα και είναι τώρα γνωστά ως ραδιοκύματα, κύματα ραντάρ και ακτίνες Χ, όλα αυτά αόρατα.

Η θεωρία του Μάξγουελ απέδειξε ότι αυτά τα διαφορετικά είδη κυμάτων, στα οποία περιλαμβάνεται και το φως, μοιάζουν κατά τη φύσι· αποτελούνται όλα από ηλεκτρικές και μαγνητικές δυνάμεις που δονούνται ή υφίστανται ταλάντωσι. Εκείνο που δημιουργεί τη διαφορά, παραδείγματος χάρι, μεταξύ ενός κύματος φωτός και ενός ραδιοκύματος είναι μόνο η ταχύτητα ή «συχνότητα» των ταλαντώσεων. Σ’ ένα κύμα φωτός οι δυνάμεις δονούνται περίπου 100 εκατομμύρια φορές γρηγορώτερα απ’ ό,τι σ’ ένα χαρακτηριστικό ραδιοκύμα.

Έτσι, όπως ακριβώς ένα ραδιοκύμα μπορεί να μεταφέρη σήματα μουσικής και εικόνας για το ραδιόφωνο και την τηλεόρασι, μπορούμε να κάνωμε ένα κύμα φωτός να κάνη το ίδιο χρησιμοποιώντας παρόμοιες αρχές και τεχνικές. Αλλά επειδή η συχνότητά του είναι πολύ υψηλή, το φως, όταν είναι «σύμφωνο,» είναι θεωρητικά πολύ ανώτερο. Έχει την ικανότητα να μεταφέρη μια τεράστια ποσότητα πληροφοριών, πολύ μεγαλύτερη απ’ ό,τι ένα ραδιοκύμα. Η ελπίδα πραγματοποιήσεως αυτής της πιθανότητας ήταν εκείνο που υποκίνησε τους επιστήμονες να ερευνήσουν τα συστήματα επικοινωνίας με κύματα φωτός αμέσως μετά την εφεύρεσι των ακτίνων λέιζερ.

Μεταβίβασις Φωτός

Ένα από τα πρώτα μεγάλα προβλήματα που προέκυψε στην ανάπτυξι ενός πρακτικού συστήματος ήταν η μεταβίβασις από την πηγή στους δέκτες. Έγινε σύντομα κατανοητό ότι το να σταλή μια ακτίνα λέιζερ απ’ ευθείας μέσω της ατμόσφαιρας (όπως γίνεται με τα ραδιοκύματα) δεν ήταν ούτε αξιόπιστο ούτε πρακτικό. Σε μακρινές αποστάσεις, η ομίχλη, η βροχή, τα σύννεφα ή το χιόνι μπορούν να διασκορπίσουν ή να εμποδίσουν την ακτίνα, αλλά ακόμη κι’ όταν ο καιρός είναι διαυγής οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα μπορούν να διαθλάσουν την ακτίνα ή να την βγάλουν από την πορεία της. Επίσης, θα χρειάζονταν κάτοπτρα ευθυγραμμισμένα με ακρίβεια να στρέφουν την ακτίνα στις γωνίες και να τη βοηθούν να εισέρχεται στα κτίρια και να βγαίνη απ’ αυτά.

Το 1966, δύο Βρεταννοί μηχανικοί, ο Κ. Σ. Κάο και ο Τζ. Α. Χόκχαμ, που εργάζονταν στα Εργαστήρια Τηλεπικοινωνιών Στάνταρντ στην Αγγλία, πρότειναν μια καλύτερη λύσι για το πρόβλημα αυτό. Επί πολλά χρόνια ήταν γνωστό ότι το φως θα μπορούσε να «κατευθυνθή» ή να οδηγηθή μέσω ευκάμπτων υαλίνων ινών τόσο λεπτών όσο μια τρίχα από ανθρώπινα μαλλιά, όπως ακριβώς ένα ηλεκτρικό ρεύμα κατευθύνεται μέσω ενός καλωδίου. Εκείνο τον καιρό, όμως, το γυαλί από το οποίο γίνονταν οι ίνες ήταν ανεπαρκές. Σκόρπιζε και απορροφούσε το φως σε τέτοιο βαθμό ώστε η μισή από την ισχύ της ακτίνας χανόταν όταν το φως είχε διανύσει μόνο 3 μέτρα (10 πόδια) κατά μήκος της ίνας. Ο Κάο και Χόκχαμ πρότειναν ότι, αν θα μπορούσε να επιτευχθή μια τεράστια βελτίωσι της ποιότητας του γυαλιού, οι υάλινες ίνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά του φωτός σε απόστασι πολλών μιλίων.

Βασιζόμενοι σ’ αυτή την ιδέα, τα Εργαστήρια Κόρνινγκ Γκλας Γουώρκς και Μπελλ στις Η.Π.Α., η Εταιρία Νίπον Σητ Γκλας της Ιαπωνίας και διάφορες άλλες ομάδες που ασχολούντο με την επιστημονική έρευνα στη Βρεταννία, έστρεψαν την προσοχή τους παράλληλα στις μεθόδους κατασκευής υάλινων ινών. Το πρώτο επίτευγμα έγινε το 1970 όταν τα Εργαστήρια Κόρνινγκ ανήγγειλαν μια νέα ίνα με μικρές απώλειες που φτιάχθηκε από γυαλιά σχεδόν καθαρής σιλικόνης. Σύντομα και οι άλλες ομάδες που ασχολούντο με την επιστημονική έρευνα έκαναν περισσότερες προόδους, εξερευνώντας νέα είδη γυαλιών και αναπτύσσοντας νέες μεθόδους κατασκευής ινών. Σήμερα παράγονται εύκολα υάλινες ίνες που μπορούν να οδηγήσουν το φως επί 1,6 χιλιόμετρα (ένα μίλι) προτού χαθή η μισή ισχύς· μερικές από τις καλύτερες ίνες που κατασκευάζονται τώρα χάνουν μόνο το ένα τρίτο του φωτός στην ίδια απόστασι!

Οι ίνες βγαίνουν από γυαλί που έχει ψηθή μέσα σε κλίβανο. Περιελίσσοντάς τις πάνω σ’ ένα κύλινδρο στη διάρκεια της επεξεργασίας, μπορούν να φτιαχθούν ίνες συνεχούς μήκους αρκετών μιλίων. Στην πράξι, τοποθετείται πάνω στην ίνα ένα προστατευτικό πλαστικό επίστρωμα και τοποθετούνται 100 ή περισσότερες ίνες η μια δίπλα στην άλλη με κατάλληλα υποστηρίγματα και με μια εξωτερική επένδυσι για να σχηματισθή ένα «ινο-οπτικό καλώδιο.» Αυτά τα καλώδια αποτελούν τώρα το κεντρικό στοιχείο των συστημάτων επικοινωνίας με κύματα φωτός, και κάθε ίνα του καλωδίου σχηματίζει ένα ξεχωριστό και διακεκριμένο αγωγό.

Πώς μια υάλινη ίνα οδηγεί το φως; Η απάντησις βρίσκεται σε μια αρχή της φυσικής, γνωστή ως «ολική εσωτερική ανάκλασις.» Σε οξεία γωνία, μια ακτίνα φωτός πλήττει την κοινή επιφάνεια δύο ειδών γυαλιού, από τα οποία το γυαλί που βρίσκεται κάτω από την κοινή επιφάνεια είναι πυκνότερο (οπτικά). Μέρος του φωτός διαπερνά και μέρος ανακλάται. (Βλέπε διάγραμμα.) Αν όμως, η γωνία γίνη πολύ αμβλεία, όλο το φως ανακλάται σαν να ήταν κάτοπτρο η κοινή επιφάνεια. Αυτή η κατάστασις ονομάζεται «ολική εσωτερική ανάκλασις.» Η ίνα έχει ένα πυρήνα που είναι φτιαγμένος από το πυκνότερο γυαλί και μια επένδυσι από το άλλο γυαλί. Ακτίνες του φωτός από τις αμβλείες γωνίες οδηγούνται κατόπιν μέσα στον πυρήνα του γυαλιού, και το φως ανακλάται διαδοχικά κατά μήκος της ίνας.

Νέες Πηγές Λέιζερ

Παράλληλα με την έρευνα των ινών που γίνεται στην τελευταία δεκαετία, έγιναν επίσης προσπάθειες για την ανάπτυξι και βελτίωσι των άλλων στοιχείων του συστήματος. Οι πρώτες πηγές λέιζερ ήσαν ογκώδεις και ανεπαρκείς. Υπήρξε ανάγκη να δημιουργηθούν νέες πηγές λέιζερ μεγαλύτερης διάρκειας ζωής, που θα μπορούσαν να ταιριάξουν με τις ίνες. Επίσης, ήταν αναγκαίο να επινοηθούν κατάλληλες μέθοδοι μεταφράσεως του φωτός σε ηλεκτρικά σήματα στον πομπό και αποκρυπτογραφήσεων στους δέκτες.

Σήμερα, μικροσκοπικές πηγές λέιζερ, μικρότερες και από το κεφάλι μιας καρφίτσας, που γίνονται από κράματα στοιχείων όπως το αλουμίνιο, το γάλλιον και το αρσενικό, έχουν διάρκεια ζωής μεγαλύτερη από ένα έτος. Παράγουν την ακτίνα φωτός όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα «εισάγεται» μέσω της μηχανής και έτσι οι ακτίνες αυτές ονομάζονται «λέιζερ εισαγωγής.» Δίοδοι εκπομπής φωτός (LED’S), που χρησιμοποιούνται συνήθως στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, μπορούν να κατασκευασθούν μ’ ένα πιο απλό τρόπο από τα ίδια στοιχεία. Μολονότι το δικό τους φως δεν είναι «σύμφωνο,» ωστόσο έχουν μεγάλη σπουδαιότητα για τα συστήματα με κύματα φωτός χαμηλότερης αποδόσεως.

Σ’ αυτές τις συσκευές λέιζερ και στα LED’S, η ακτίνα φωτός μπορεί ν’ αναβοσβήση ηλεκτρικά εκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο! Έτσι, σαν ένας υπερβολικά γρήγορος κώδικα Μορς, τα τηλεφωνικά ή τηλεοπτικά σήματα στέλλονται σαν μια κωδικοποιημένη διαδοχή αναλαμπών φωτός ή «παλμών» κατά μήκος μιας υάλινης ίνας. Στο δέκτη, ειδικοί ανιχνευτές φωτός φτιαγμένοι από σιλικόνη μετατρέπουν τους παλμούς του γρήγορου ρεύματος φωτός πάλι σε ηλεκτρικά σήματα.

Πρωτότυπα Συστήματα

Το βάθος στο οποίο έχει προχωρήσει η έρευνα φαίνεται από το γεγονός ότι χρησιμοποιούνται ήδη αρκετά συστήματα με κύματα φωτός των πρώτων σταδίων έρευνας και πιο προχωρημένα συστήματα βρίσκονται τώρα στο στάδιο δοκιμής σε πολλές χώρες—μεταξύ των οποίων κυριώτερες είναι η Βρεταννία, οι Η.Π.Α., η Γερμανία, η Γαλλία και η Ιαπωνία.

Από τον Μάρτιο του 1976, παραδείγματος χάρι, τηλεοπτικά σήματα για 34.000 περίπου θεατές στην περιοχή Χάστινγκς της Αγγλίας αποστέλλονται μέσω ενός ινο-οπτικού καλωδίου μήκους 1,4 χιλιομέτρων (4.700 ποδών). Τα ηλεκτρικά σήματα μεταφέρονται με το φως που παράγεται από μια δίοδο εκπομπής φωτός.

Τα Εργαστήρια Μπελλ έχουν κάνει εκτεταμένες δοκιμές πάνω σ’ ένα πρωτότυπο σύστημα στις εγκαταστάσεις τους στην Ατλάντα των Η.Π.Α. Το σύστημα χρησιμοποίησε μια συσκευή λέιζερ εισαγωγής και δύο ινο-οπτικά καλώδια μήκους 0,6 χιλιομέτρων (2.100 ποδών), από τα οποία το καθένα περιέχει 144 υάλινες ίνες. Με φως που στέλλεται κατά μήκος κάθε ίνας, ένα καλώδιο είχε την ικανότητα να μεταφέρη 40.000 και πλέον φωνές ταυτόχρονα! Τα καλώδια τοποθετήθηκαν σε υπόγειους αγωγούς για να παίξουν το ρόλο του τηλεφωνικού συστήματος μιας υποθετικής (Προσέχουμε ότι το σύστημα δουλεύει μόνο στο στάδιο δοκιμής στα εργαστήρια της εταιρίας Μπελ.) πόλεως. Καμμιά ίνα δεν έσπασε στη διάρκεια της τοποθετήσεως.

Στη Γερμανία, ο Οργανισμός Τηλεπικοινωνιών στο Μόναχο τοποθέτησε ένα πειραματικό ινο-οπτικό καλώδιο για τη μετάδοσι τηλεφωνικών και τηλεοπτικών σημάτων. Το σύστημα λειτουργεί με επιτυχία επί 12 ώρες την ημέρα από τον Αύγουστο του 1976 χωρίς καμμιά διακοπή.

Άλλες αρχικές εφαρμογές παρόμοιων συστημάτων γίνονται σε αεροσκάφη, σε πλοία και σε συνδέσεις υπολογιστών. Καθώς γίνονται περισσότερες βελτιώσεις στη νέα τεχνολογία και στις μηχανολογικές δυνατότητες που απαιτούνται για τον τεμαχισμό και τη σύνδεσι υαλινών ινών και καλωδίων, αναμένεται ότι αυτές θα αντικαταστήσουν πολλά μετάλλινα καλώδια στον τομέα των επικοινωνιών.

Ποια θα είναι τα οφέλη από τη χρήσι του φωτός και των ινο-οπτικών καλωδίων; Επίσης, τι επίδρασι θα έχουν όλα αυτά στην καθημερινή μας ζωή;

Πλεονεκτήματα και το Μέλλον

Η χρήσις υαλίνων ινών για τις επικοινωνίες προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι των συνηθισμένων χάλκινων συρμάτων. Δεν υπάρχει καθόλου μέταλλο στις ίνες και γι’ αυτό είναι απαλλαγμένες από οποιαδήποτε παρεμβολή ηλεκτρικού ρεύματος. Οι ίνες και τα ινο-οπτικά καλώδια έχουν σχετικά μικρή διάμετρο—ένας παράγων μεγάλης αξίας για τα τηλεφωνικά δίκτυα των πόλεων όπου οι υπόγειοι δίοδοι συχνά φράζουν. Είναι ελαφρύτερες από τα χάλκινα σύρματα—ένα μεγάλο πλεονέκτημα για τα αεροσκάφη και τους δορυφόρους, όπου το βάρος πρέπει να είναι μικρό. Και, τελικά, αλλά το πιο σπουδαίο απ’ όλα, οι ίνες είναι φθηνές στην παραγωγή τους.

Αρχικά, τα ινο-οπτικά καλώδια θεωρούνται ως μέσον για την επιτυχή αντιμετώπισι της αυξήσεως των ήδη υπαρχόντων δικτύων επικοινωνίας. Για το μέσο άτομο αυτό θα σήμαινε μείωσι των τηλεφωνικών εξόδων και, ίσως, βελτίωσι των τηλεφωνημάτων.

Στο μέλλον, όμως, τα πλεονεκτήματα θα είναι πολύ πιο συναρπαστικά. Τα αποτελέσματα αυτά βασίζονται στην τεράστια ικανότητα μεταφοράς πληροφοριών που είναι δυνατή με το «σύμφωνο» φως, που δεν το έχουν μέχρι τώρα πλήρως εκμεταλλευθή. Για την εκμετάλλευσι αυτής της δυνατότητας, έχει εμφανισθή από το 1969 ένας νέος τομέας που ονομάζεται «ωλοκληρωμένα οπτικά.» Σ’ αυτό τον τομέα, οι συσκευές λέιζερ μικροποιούνται πλήρως και μικροσκοπικά κυκλώματα φωτός συνδέουν τα οπτικά στοιχεία.

Νέες και συναρπαστικές ιδέες επικοινωνίας καλλιεργούνται. Ιδιωτικά σπίτια και γραφεία, εφοδιασμένα με ινο-οπτικά καλώδια αντί για τηλεφωνικά σύρματα, θα μπορούσαν τότε να έχουν άμεση τηλεοπτική πρόσοδο σε νέες κεντρικοποιημένες υπηρεσίες όπως βιβλιοθήκες υπολογιστών, εκπαιδευτικά κέντρα, τράπεζες ιατρικά κέντρα, καταστήματα, κλπ. Μ’ αυτή την εγκατάστασι, ένα άτομο θα μπορούσε από το δικό του σπίτι να τηλεφωνήση στην βιβλιοθήκη υπολογιστού για το βιβλίο της αρεσκείας του και κατόπιν να το διαβάση στην τηλεοπτική του οθόνη, ή να τηλεφωνήση στην τράπεζα και να ζητήση να του δείξουν την τρέχουσα οικονομική του κατάστασι. Μια νοικοκυρά, αν βρίσκεται στο σπίτι της, θα μπορούσε να χρησιμοποιήση ένα τηλέτυπο για να φτιάξη στην τηλεοπτική οθόνη τον κατάλογο των πραγμάτων που θέλει ν’ αγοράση και κατόπιν να μεταβιβάση την παραγγελία σ’ ένα μεγάλο κατάστημα με το να πατήση απλώς ένα κουμπί. Τηλέφωνα με ‘βίντεο’ μπορούν να σας δώσουν τη δυνατότητα να βλέπετε το άτομο με το οποίο μιλάτε στο τηλέφωνο.

Είναι φανερό, λοιπόν, ότι η ισχυρή ικανότητα του φωτός να επικοινωνή ανοίγει πολλές νέες προοπτικές για το μέλλον. Καθώς τα συστήματα με κύματα φωτός αρχίζουν ν’ απλώνονται έξω από τα εργαστήρια και να τίθενται σε πρακτική χρήσι, πολλά οφέλη μπορούν να προκύψουν. Όταν σκεπτώμαστε όλα αυτά, εκτιμούμε τη θαυμάσια και περίπλοκη φύσι του ίδιου του φωτός. Πράγματι, η εφευρετικότητα του ανθρώπου και η εσωτερική του δίψα για γνώσι βρίσκουν ικανοποίησι στους ατέλειωτους θησαυρούς της δημιουργίας.—Ψαλμ. 145:16.

[Διάγραμμα στη σελίδα 22]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΟΛΙΚΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΑΝΑΚΛΑΣΕΩΣ

ΓΥΑΛΙ

μέρος της ακτίνας που διαπερνά

ΠΥΚΝΟΤΕΡΟ ΓΥΑΛΙ

ακτίνα φωτός σε οξεία γωνία

μέρος της ακτίνας που ανακλάται

ΓΥΑΛΙ

ΠΥΚΝΟΤΕΡΟ ΓΥΑΛΙ

ακτίνα φωτός σε αμβλεία γωνία

ολική ανάκλασις

ΠΩΣ ΜΙΑ ΥΑΛΙΝΗ ΙΝΑ ΟΔΗΓΕΙ ΤΟ ΦΩΣ

ακτίνες φωτός σε αμβλείες γωνίες ακολουθούν κατεύθυνσι ζιγκ-ζαγκ στον πυρήνα του γυαλιού

επένδυσις γυαλιού

πυρήνας από πυκνότερο γυαλί