KWALIFIKACJA INF1 + INF2 + INF8 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 2.
Sinus maksymalnego dopuszczalnego kąta pomiędzy promieniem wchodzącym a osią światłowodu to dla światłowodów wielomodowych
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Apertura numeryczna (NA) jest z definicji związana ze stożkiem akceptacji światłowodu: opisuje, jaki jest maksymalny dopuszczalny kąt wejścia promienia do rdzenia, aby światło było prowadzone. Dyspersje (modowa i chromatyczna) dotyczą poszerzania impulsu w czasie, a "indeks kroku" opisuje profil współczynnika załamania, nie kąt.

Pełne wyjaśnienie:

Pytanie dotyczy wielkości opisującej maksymalny dopuszczalny kąt między promieniem wchodzącym a osią światłowodu (w praktyce: kąt, pod jakim wiązka może wejść do rdzenia, aby została efektywnie prowadzona). Tę własność opisuje apertura numeryczna (NA).

Dlaczego "apertura numeryczna" jest poprawna?
W światłowodach (szczególnie wielomodowych) NA jest powiązana ze stożkiem akceptacji: im większa NA, tym większy dopuszczalny kąt wejścia promieni i łatwiejsze sprzęganie światła ze źródła do włókna. Wprost łączy się to z warunkiem prowadzenia światła w rdzeniu (wynikającym z różnicy współczynników załamania rdzenia i płaszcza).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "dyspersja modowa" – to zjawisko charakterystyczne dla światłowodów wielomodowych, polegające na tym, że różne mody (różne drogi propagacji) docierają w różnych czasach, co powoduje poszerzanie impulsu. Nie jest to jednak definicja sinusa kąta wejścia ani parametr określający kąt akceptacji.
  • "indeks kroku" – odnosi się do profilu współczynnika załamania (profil skokowy: stały indeks w rdzeniu i skok na granicy rdzeń–płaszcz). To opis budowy/rozkładu indeksu, a nie wielkość definiowana przez kąt promienia.
  • "dyspersja chromatyczna" – wynika z zależności prędkości propagacji od długości fali (różne składowe widmowe impulsu rozchodzą się inaczej). Również nie opisuje geometrii wejścia promienia do światłowodu.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "maksymalny kąt" i dodatkowo "sinus" oraz kontekst światłowodu, najczęściej testowana jest właśnie apertura numeryczna i pojęcie akceptacji wiązki, a nie zjawiska dyspersyjne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Apertura numeryczna (NA) to parametr opisujący zdolność światłowodu do "przyjmowania" światła. Jest związana ze stożkiem akceptacji: im większa NA, tym większy dopuszczalny kąt wejścia promieni do rdzenia i łatwiejsze sprzęganie źródła światła z włóknem.
W optyce geometrycznej zależności kątowe często zapisuje się przez funkcje trygonometryczne. Dla światłowodu NA wiąże się z kątem akceptacji (kątem granicznym wejścia) i dlatego w definicjach spotyka się zapis z sinusem tego kąta w ośrodku zewnętrznym.
NA wpływa na łatwość wprowadzania światła do włókna. Przy większej NA tolerancja na rozbieżność wiązki i drobne niedopasowania jest większa, co bywa korzystne w praktyce instalacyjnej. Nie zastępuje to jednak poprawnego zarobienia złączy i czystości czoła ferruli.
Dyspersja modowa to zjawisko czasowe: impulsy rozszerzają się, bo różne mody w światłowodzie wielomodowym mają różne czasy propagacji. Apertura numeryczna (NA) to parametr "wejściowy" opisujący dopuszczalny kąt wprowadzenia światła. To różne pojęcia: efekt transmisyjny vs geometria akceptacji.
Dyspersja chromatyczna wynika z tego, że różne długości fali rozchodzą się w materiale z inną prędkością (i mogą inaczej "widzieć" falowód). Skutkiem jest poszerzanie impulsu w czasie. Nie opisuje ona maksymalnego kąta wejścia promieni, więc nie jest tym samym co NA.
"Indeks kroku" (profil skokowy) opisuje rozkład współczynnika załamania: w rdzeniu jest on w przybliżeniu stały, a na granicy rdzeń–płaszcz następuje skok do niższej wartości. To cecha budowy falowodu, a nie parametr definiowany przez kąt akceptacji.
Najczęściej sprawdzane są pojęcia: światłowód wielomodowy/jednomodowy, mody propagacji, dyspersja modowa, dyspersja chromatyczna, tłumienność, złącza i spawy oraz właśnie apertura numeryczna (NA) jako parametr związany ze sprzęganiem światła.
W praktyce instalacyjnej NA częściej kojarzy się ze światłowodami wielomodowymi, bo odnosi się do stożka akceptacji i łatwości sprzęgania ze źródłem (np. diodą LED/VCSEL). W światłowodach jednomodowych też istnieje pojęcie akceptacji, ale analiza bywa bardziej falowa niż "promieniowa".
Wyszukaj w treści słowa-klucze. Jeśli jest "maksymalny kąt", "promień wchodzący" albo "sinus kąta" – to zwykle NA/stożek akceptacji. Jeśli jest "poszerzanie impulsu", "różne długości fali", "różne mody" – to dyspersje. Ta prosta klasyfikacja ogranicza błędy skojarzeń.
W typowych pracach utrzymaniowych częściej mierzy się tłumienność (np. miernikiem mocy/źródłem) i wykonuje reflektometrię OTDR, a NA traktuje jako parametr katalogowy włókna. W specjalistycznych warunkach laboratoryjnych NA da się wyznaczać metodami optycznymi, ale nie jest to standard w terenie.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 42% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Apertura numeryczna (NA) jest z definicji związana ze stożkiem akceptacji światłowodu: opisuje, jaki jest maksymalny dopuszczalny kąt wejścia promienia do rdzenia, aby światło było prowadzone."

Źródła:

  • G. Keiser, "Optical Fiber Communications", 5th Edition, McGraw-Hill, rozdział o aperturze numerycznej i kącie akceptacji (definicje NA).
  • J. M. Senior, M. Y. Jamro, "Optical Fiber Communications: Principles and Practice", 3rd Edition, Pearson, sekcje dotyczące światłowodów wielomodowych oraz definicji NA i stożka akceptacji.
  • Wikipedia: "Numerical aperture" (definicja NA w kontekście światłowodów) https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_aperture - accessed 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw telekomunikacji światłowodowej (definicje NA i kąta akceptacji)
  • Notatki/lekcje o propagacji w światłowodach (rdzeń–płaszcz, całkowite wewnętrzne odbicie)
  • Ćwiczenia z terminologii: NA, dyspersja modowa, dyspersja chromatyczna, profil skokowy

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego