【睡前科学故事】光缆的工作原理是什么？
给孩子最好的科学教育
各位小朋友大朋友大家好，我们又见面啦！今天我们要讲一讲光缆是怎么把世界上的信息搬运到你家的。
当你在看小猫视频的时候，你有没有想过，小猫是怎么“钻到”你的电脑里的呢？
对了，小猫就是通过铺设在你家的光缆，来到你的电脑里的。
光缆，简单地说就是一种能够以光作为载体传递信号的缆线。就像电话线一样，它里面嗖嗖地传输着数据，它可以把大洋彼岸的信息搬运到你的电脑和手机里。
25年全球海底光缆发展变迁 图片来源：华盛顿邮报
古时候，人们既没有光缆，也没有互联网。如果古人想给家人传输信息，他们可能就得靠飞鸽传书了。
想象一下，如果你给爸爸妈妈发微信的时候是靠鸽子来传递信息，那么发出一个消息后，你得等上几十分钟甚至好几个小时才会收到回复。如果贪吃的鸽子开个小差，或者迷路的话，爸爸妈妈可要着急了。
图片来源：tumblr
但是光却不一样。你知道吗？爱因斯坦爷爷告诉我们，光速是宇宙中最快的速度。如果能用光来传输信息的话，我们就可以在1秒内，把信息传导到几千公里以外的地方去。
科学家们早在20世纪50年代的时候就产生了这个想法。他们用纯度很高的玻璃制造出了光缆中传递光的纤维——光纤。
整个光缆大概只有几厘米厚。光缆的里面是许多根头发一样细的玻璃丝——光纤，它的直径大概只有千万分之一米。再往外是一层又一层的保护层。
正在传输信号的光缆示意图 图片来源：generalcable
玻璃丝光纤就是传导光的介质。光在里面通畅地传播。保护层不但可以把光牢牢地锁在光纤里，还可以防止光纤受到外部的破坏。因为许多时候，连接我们和全世界的光缆的一部分是被铺设在海底的，所以光缆的保护层不但要防止海水的腐蚀，还要抵抗小鱼小虾还有人类的破坏！
普通光纤中，光的传播速度接近光速的69%，大约是每秒21万千米（光速在真空中的速度大约是每秒30万千米）。如果北极熊用光缆向南极的企鹅发送“你好，企鹅，我是北极熊”的消息，大概0.1秒之后，企鹅就能收到北极熊的信息。有了光缆以后，我们可以在世界的两端以接近光的速度互相发射数据，享受着无与伦比的上网速度。
当你点击一个小猫视频时，激光就会载着小猫视频的数据，通过几百万次的反射和折射，嗖一下就来到了你的电脑中。
这些小咪就是通过光缆来到你的电脑里的 图片来源：neatorama
那么，在光缆里蹦蹦跳跳的光是怎样被转变成你看到的图像的呢？
我们用灯塔来打比方吧。树立在海岸上的灯塔为来往的船只导航，告诉它们海岸在哪里，现在天气怎么样。灯塔就是用一明一暗的方式来发信号的。
和灯塔信号类似，光缆中的光也可以用类似的方式打出信号。在光缆中，光可以打出的信号只有2种：开着-1或者关着-0。光就像可靠的信使，一闪一闪、蹦蹦跳跳地携带者大量由0和1构成的信息，越过大洋，来到了你的电脑里，变成了爸爸妈妈的信息，变成了咪咪叫的小猫视频，变成了互联网中的大千世界。
最后我要留一个问题，到底是光缆先被发明，还是互联网先被发明呢？聪明的小朋友快开动脑筋，和爸爸妈妈一起寻找这个问题的答案吧。
找到答案的小朋友可以给我们留言。实在找不到也没关系，下一期我们会给出这个问题的答案。
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