تبدیل نور به صدا؛ آزمایش خانگی که مفاهیم مخابرات نوری را ساده کرد

تبدیل نور به صدا؛ آزمایش خانگی که مفاهیم مخابرات نوری را ساده کرد

دبیر شیمی و مدیر یک کانال علمی در یوتیوب به نام «فیل» در آزمایشی خانگی نشان داد که نور می‌تواند حامل صدا باشد. او با استفاده از چند ابزار ساده مانند آی‌پد، سلول خورشیدی، چند قطعه الکترونیکی ارزان و کمی کنجکاوی توانست فرستنده نوری بسازد که صدا را بدون سیم منتقل کند.

به گزارش نیوزلن و به نقل از تک‌اسپات، ماجرا زمانی آغاز شد که فیل متوجه شد بلندگویی که به یک سلول خورشیدی کوچک متصل است، هنگام قرار گرفتن در معرض نور، صدایی ضعیف تولید می‌کند. این مشاهده باعث شد او بررسی کند که آیا می‌توان موسیقی را تنها از طریق نور انتقال داد یا نه.

در گام نخست، فیل یک تقویت‌کننده سیگنال ساده ساخت تا خروجی صوتی آی‌پد را تقویت کند. سپس به‌جای اتصال آن به بلندگو، آن را به یک دیود نورافشان (LED) متصل کرد که با باتری ۹ ولتی تغذیه می‌شد. با پخش موسیقی، LED به‌صورت همزمان با ضرب‌آهنگ آهنگ چشمک می‌زد. اندازه‌گیری‌ها با مولتی‌متر نشان دادند که شدت نور LED دقیقاً با تغییرات ولتاژ موسیقی هماهنگ است.

او سپس سلول خورشیدی را روبه‌روی LED قرار داد و خروجی آن را به یک بلندگوی کوچک وصل کرد. تغییرات شدت نور باعث ایجاد تغییرات الکتریکی در سلول خورشیدی شد و در نهایت صدا از بلندگو پخش گردید. البته با افزایش فاصله، صدا به سرعت ضعیف می‌شد که این موضوع با قانون عکس مجذور شدت نور قابل توضیح است.

در ادامه، فیل به‌جای LED از یک دیود لیزر قرمز – از نوع نشانگرهای کلاس درس – استفاده کرد. پرتو باریک و متمرکز لیزر انرژی نور را در یک نقطه متمرکز کرد و امکان انتقال صدا در فاصله‌ای چند متری را فراهم آورد. وقتی موسیقی دوباره پخش شد، صدا به‌وضوح در سمت گیرنده شنیده شد؛ هرچند کیفیت آن به سطح صدای استودیویی نمی‌رسید.

اصول این آزمایش پیش‌تر در دهه‌ ۱۹۷۰ در سامانه‌های ارتباطی نظامی مبتنی بر لیزر به‌کار رفته بود. در دهه‌ ۲۰۰۰ نیز این فناوری در مناطق صعب‌العبور جایگزینی برای کابل‌های فیبر نوری شد.
 
تجربه فیل نشان می‌دهد که حتی فناوری‌های پیچیده‌ مخابرات نوری نیز می‌توانند در سطح خانگی بازآفرینی شوند و الهام‌بخش یادگیری عملی مفاهیم علمی باشند.