Free Printable El canal óptico: la fibra óptica (portada)

1.

Según el esquema del sistema óptico básico, ¿qué dispositivo convierte los datos digitales en pulsos de luz para inyectarlos en el cable de fibra óptica?

a)

Fuente de luz transmisora (LED o láser)

b)

Decodificador

c)

Formador de pulsos en el receptor

d)

Fotocelda sin amplificación

2.

En el diagrama del sistema óptico básico, ¿qué medio de transmisión se indica explícitamente entre el transmisor y el receptor?

a)

Fibra de bajas pérdidas multimodo o monomodo (MM o SM)

b)

Par trenzado de cobre

c)

Cable coaxial

d)

Enlace de radio microondas

3.

¿Qué componente realiza la detección de la luz en el receptor del sistema óptico mostrado?

a)

Detector de luz tipo PIN o APD

b)

Codificador de datos

c)

Fuente de luz transmisora

d)

Formador situado antes del decodificador

4.

De acuerdo con la nota del esquema, ¿qué define un sistema óptico bidireccional?

a)

La implementación de un segundo grupo idéntico de dispositivos de modulación y detección en sentido opuesto

b)

La sustitución del LED por un láser de mayor potencia

c)

El uso de dos fibras multimodo en paralelo sin receptores

d)

La conversión de voz a vídeo en el transmisor

5.

Según la leyenda inferior del esquema, ¿qué ocurre con los pulsos digitales en el transmisor óptico?

a)

Se convierten en pulsos de luz

b)

Se atenúan hasta desaparecer

c)

Se transforman en ondas de radio

d)

Se comprimen en tiempo mediante audio

6.

De acuerdo con el estado del arte indicado, ¿cuál es la tasa de emisión de un láser moderno?

a)

$10^{16}$ fotones/s

b)

$10^{10}$ fotones/s

c)

$10^{6}$ fotones/s

d)

$10^{3}$ fotones/s

7.

Según el documento, ¿cuántos fotones permiten a un buen fotodetector distinguir un bit "1"?

a)

$10$ fotones

b)

$1$ fotón

c)

$10^{2}$ fotones

d)

$10^{4}$ fotones

8.

¿Cuál es la capacidad de transmisión disponible que se menciona, expresada en bps y su equivalencia?

a)

$10^{15}$ bps, es decir, 1 Pbps

b)

$10^{12}$ bps, es decir, 1 Tbps

c)

$10^{9}$ bps, es decir, 1 Gbps

d)

$10^{6}$ bps, es decir, 1 Mbps

9.

¿Qué limita el ancho de banda (capacidad de transmisión) según el texto?

a)

La tecnología disponible de generación y recepción de la señal

b)

Una supuesta dispersión infinita intrínseca de la fibra

c)

La regulación que impide usar láseres

d)

El ruido térmico del cable coaxial

10.

¿Por qué la distancia de transmisión es significativamente grande en fibra óptica, según el material?

a)

Por la baja atenuación que presenta la fibra

b)

Por la alta radiación electromagnética

c)

Porque los pulsos se convierten en audio

d)

Por el uso de par trenzado de cobre

11.

En la noticia mostrada, ¿qué velocidad de conexión a Internet por usuario promete el proyecto coordinado por la Universidad Politécnica de Valencia?

a)

$10$ Gbps

b)

$1$ Gbps

c)

$100$ Gbps

d)

$400$ Gbps

12.

¿Qué institución coordina el proyecto europeo citado para ofrecer altas velocidades de acceso?

a)

Universidad Politécnica de Valencia (UPV)

b)

Comisión Europea de Telecomunicaciones (CET)

c)

Universidad de Salamanca

d)

Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN)

13.

Según el comunicado descrito, ¿qué servicios se prevé mejorar con el proyecto (selecciona todas las opciones correctas)?

a)

Servicios de Internet

b)

Telefonía convencional

c)

Televisión

d)

Conectividad sin cables (wi‑fi)

e)

Impresión 3D doméstica

14.

La leyenda inferior afirma que la red de transporte óptica muy pronto superará qué cifra de capacidad agregada?

a)

$400$ Gbps

b)

$40$ Gbps

c)

$4$ Gbps

d)

$4$ Tbps

15.

¿Cuál era la longitud total de redes de fibra óptica a nivel mundial en 1996 según el gráfico superior?

a)

$27$ millones de km

b)

$63{.}2$ millones de km

c)

Más de $100$ millones de km

d)

$2$ millones de km

16.

¿Qué cifra se indica para la longitud total de fibra óptica mundial en 2001?

a)

$63{.}2$ millones de km

b)

$27$ millones de km

c)

Más de $100$ millones de km

d)

$200$ millones de km

17.

Según el material, ¿qué hito se menciona para 2011 respecto a la longitud instalada de fibra óptica?

a)

Sobrepasa los $100$ millones de km

b)

Desciende por debajo de $50$ millones de km

c)

Se mantiene en $63{.}2$ millones de km

d)

No supera los $20$ millones de km

18.

¿Qué tipo de infraestructura global se representa en el mapa inferior del panel de redes mundiales?

a)

Cables ópticos submarinos

b)

Enlaces satelitales geoestacionarios

c)

Autopistas terrestres

d)

Redes eléctricas de alta tensión

19.

La leyenda inferior indica que la ocupación del total de fibras no sobrepasa qué porcentaje aproximado?

a)

$20\%$

b)

$50\%$

c)

$80\%$

d)

$5\%$

20.

¿Qué es la fibra óptica?

a)

Un hilo de vidrio y plástico compuesto por 3 capas concéntricas que difieren en propiedades

b)

Un cable metálico de cobre recubierto de PVC diseñado para señales eléctricas

c)

Un tubo hueco de aire utilizado para guiar microondas

d)

Un polímero flexible que transmite sonido mediante vibraciones

21.

¿Qué tan gruesa es la fibra?

a)

Tiene dimensiones similares a las del cabello humano, con un diámetro de $75\,\mu\text{m}$

b)

Mide aproximadamente $1\,\text{mm}$ de diámetro, similar a un clip

c)

Tiene un espesor de $10\,\mu\text{m}$ , comparable al polvo fino

d)

Su diámetro coincide con el del revestimiento, alrededor de $125\,\mu\text{m}$

22.

En una fibra óptica, el rayo de luz debe ingresar al núcleo y permanecer guiado hasta el otro extremo; ¿qué condición se menciona para evitar perder energía durante el trayecto?

a)

Que el rayo no se refracte en el revestimiento

b)

Que el rayo no entre en el núcleo

c)

Que el rayo salga del núcleo en cada reflexión

d)

Que el rayo se absorba en el revestimiento

23.

Según el diseño básico descrito, ¿qué función debe cumplir el revestimiento de una fibra óptica respecto al rayo de luz?

a)

Actuar como un espejo para el rayo de luz

b)

Aumentar la energía del rayo de luz

c)

Convertir la luz en señal eléctrica

d)

Bloquear la entrada de luz al núcleo

24.

Para que ocurra la reflexión interna total en una fibra óptica con mínima pérdida, ¿qué relación de densidad óptica debe existir entre el núcleo y el revestimiento?

a)

El núcleo debe tener mayor densidad óptica que el revestimiento

b)

El núcleo y el revestimiento deben tener la misma densidad óptica

c)

El revestimiento debe tener mayor densidad óptica que el núcleo

d)

La densidad óptica no afecta la reflexión interna

25.

¿Qué comportamiento del núcleo se menciona como deseable para guiar eficazmente el rayo de luz en una fibra óptica?

a)

Que se comporte como una guía de ondas para el rayo de luz

b)

Que absorba la luz para reducir el ruido

c)

Que emita luz para compensar pérdidas

d)

Que disperse la luz hacia el revestimiento

26.

¿Cómo se define el índice de refracción de una sustancia?

a)

$n=\frac{c}{v}$

b)

$n=\frac{v}{c}$

c)

$n=c\cdot v$

d)

$n=\frac{1}{cv}$

27.

¿Cuál es la velocidad de la luz en el vacío indicada?

a)

$300\,000$ km/s

b)

$30\,000$ km/s

c)

$3\,000$ km/s

d)

$300$ km/s

28.

¿Qué implica una mayor densidad óptica de una sustancia sobre el comportamiento de la luz al atravesarla?

a)

La luz se desacelera más

b)

La luz acelera más

c)

La velocidad de la luz no cambia

d)

La luz se detiene por completo

29.

Según los valores para sustancias comunes del índice de refracción, ¿cuál de las siguientes tiene el índice de refracción más alto?

a)

Diamante

b)

Vidrio

c)

Agua

d)

Aire

30.

¿Qué se describe como posible al modificar el vidrio con productos químicos en relación con el índice de refracción?

a)

Aumentar el índice de refracción del vidrio

b)

Eliminar completamente la refracción

c)

Hacer que $n$ sea igual al del aire

d)

Reducir la velocidad de la luz en el vacío

31.

Cuando un rayo de luz incide en la frontera entre dos sustancias de distinta densidad, ¿qué relación se establece para el rayo reflejado?

a)

El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia

b)

El ángulo de reflexión es mayor que el de incidencia

c)

El ángulo de reflexión es menor que el de incidencia

d)

El ángulo de reflexión depende solo de $n_2$

32.

¿Qué determina el ángulo de refracción del rayo que penetra en la segunda sustancia?

a)

El ángulo de incidencia y los índices de refracción de ambas sustancias

b)

Únicamente el ángulo de incidencia

c)

Solo la intensidad del rayo incidente

d)

La temperatura de la superficie de separación

33.

¿Cuál es la relación establecida por la Ley de Snell para los ángulos de incidencia y de refracción?

a)

$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$

b)

$n_1\cos\theta_1=n_2\cos\theta_2$

c)

$n_1\tan\theta_1=n_2\tan\theta_2$

d)

$n_1\theta_1=n_2\theta_2$

34.

Según la nota al pie, ¿qué ocurre con la velocidad de la luz al pasar a un medio menos denso?

a)

Aumenta su velocidad

b)

Disminuye su velocidad

c)

Permanece constante

d)

Se anula su velocidad

35.

Ley de Snell. Una fibra tiene un índice de refracción de 1.6 para el núcleo y 1.4 para el revestimiento. Si el rayo incidente toca la frontera con un ángulo de incidencia de 30°, calcule el ángulo de refracción con el que se desvía el rayo en el revestimiento.

a)

28,7°

b)

30,0°

c)

34,8°

d)

41,5°

36.

Ángulo crítico. Una fibra tiene un índice de refracción de 1.6 para el núcleo y 1.4 para el revestimiento. Calcule el ángulo de incidencia (ángulo crítico) con el cual el rayo debe tocar la frontera para que el rayo refractado se propague a lo largo de la frontera.

a)

51°

b)

57°

c)

61°

d)

67°

37.

Reflexión interna total. Una fibra tiene un índice de refracción de 1.6 para el núcleo y 1.4 para el revestimiento. Si el rayo incidente toca la frontera con un ángulo de incidencia de 70°, calcule el ángulo de reflexión del rayo reflejado en el núcleo.

a)

20°

b)

70°

c)

75°

d)

90°

38.

En una fibra óptica, selecciona el conjunto de condiciones que permiten que se produzca la reflexión interna total en el núcleo respecto al revestimiento.

a)

$n_1 > n_2$ y $\theta_1 > \theta_c$

b)

$n_1 < n_2$ y $\theta_1 < \theta_c$

c)

$n_1 = n_2$ y $\theta_1 = \theta_c$

d)

$n_1 > n_2$ y $\theta_1 < \theta_c$

39.

Cuando se cumplen las condiciones de reflexión interna total en la fibra, ¿qué sucede con la luz que entra en el núcleo?

a)

Se refleja dentro de la fibra y continúa su recorrido hasta el otro extremo

b)

Sale al revestimiento y se pierde por fuga

c)

Se absorbe completamente en el núcleo

d)

Se refracta hacia el exterior sin reflejarse

40.

Según la descripción, ¿qué efecto específico tiene la reflexión interna total sobre los rayos de luz en el límite entre el núcleo y el revestimiento?

a)

Rebota en el límite y sigue avanzando por la fibra

b)

Se difracta hacia el revestimiento produciendo pérdidas

c)

Se dispersa en todas las direcciones dentro del núcleo

d)

Se detiene en el límite y no continúa

41.

Para que se produzca la reflexión interna total en una fibra, ¿cómo se debe controlar el ángulo de incidencia de los rayos que entran al núcleo?

a)

Restringiendo la apertura numérica

b)

Incrementando la potencia del láser

c)

Aumentando el diámetro del revestimiento

d)

Reduciendo la longitud de la fibra

42.

¿Qué describe la apertura numérica (NA) del núcleo según el material?

a)

El rango de ángulos de incidencia de los rayos que ingresan a la fibra y se reflejan internamente

b)

La potencia máxima del láser que puede acoplarse a la fibra

c)

El índice de refracción promedio del conjunto núcleo–revestimiento

d)

La longitud de onda central transmitida por la fibra

43.

Para asegurar el acoplamiento dentro del cono de aceptación, ¿cómo debe posicionarse la fuente de luz respecto al extremo de la fibra?

a)

De modo que todos los rayos entren por un cono de aceptación imaginario

b)

Tan lejos del extremo como sea posible para reducir divergencia

c)

A 45° respecto al eje para maximizar refracción externa

d)

Fuera del eje central para aumentar el número de modos

44.

Elige la expresión correcta que relaciona la apertura numérica con el ángulo de aceptación.

a)

$NA = \sin \theta_a$

b)

$NA = \cos \theta_a$

c)

$NA = \tan \theta_a$

d)

$NA = 1/\sin \theta_a$

45.

Según el contenido, ¿cuál es la relación correcta entre la apertura numérica y los índices de refracción del núcleo y el revestimiento?

a)

$NA = \sqrt{n_1^2 - n_2^2}$

b)

$NA = n_1 + n_2$

c)

$NA = n_1/n_2$

d)

$NA = \sqrt{n_2^2 - n_1^2}$

46.

Identifica correctamente los símbolos de los índices de refracción utilizados en el material.

a)

$n_1$ es el índice de refracción del núcleo y $n_2$ el del revestimiento

b)

$n_1$ es el índice del revestimiento y $n_2$ el del núcleo

c)

$n_1$ y $n_2$ son ambos del revestimiento

d)

$n_1$ es el índice del aire y $n_2$ el del núcleo

47.

Según el documento, ¿cuál es el rango típico de la apertura numérica para las fibras?

a)

Entre 0,1 y 0,5

b)

Entre 1 y 2

c)

Entre 0,001 y 0,01

d)

Entre 0,5 y 0,9

48.

Apertura numérica. Calcule la apertura numérica y el ángulo de aceptación máxima (medido desde el eje de la fibra) para una fibra con índice de refracción del núcleo $1.6$ y del revestimiento $1.4$ . Seleccione el par que corresponde a $(\text{NA},\,\theta_{a})$ .

a)

0,60 ; 36,9°

b)

0,77 ; 50,8°

c)

0,94 ; 70,0°

d)

0,20 ; 11,5°

49.

Características de la fibra. Para una fibra óptica con índices de refracción $n_{\text{núcleo}}=1{,}5$ y $n_{\text{revestimiento}}=1{,}45$ , determine la velocidad de la luz en el núcleo. Exprese la respuesta en km/s.

a)

150.000 km/s

b)

200.000 km/s

c)

220.000 km/s

d)

300.000 km/s

50.

Características de la fibra. Para una fibra óptica con $n_{\text{núcleo}}=1{,}5$ y $n_{\text{revestimiento}}=1{,}45$ , determine el ángulo crítico para un rayo que pasa del núcleo al revestimiento.

a)

42°

b)

60°

c)

75°

d)

85°

51.

Características de la fibra. Para una fibra óptica con $n_{\text{núcleo}}=1{,}5$ y $n_{\text{revestimiento}}=1{,}45$ , calcule la apertura numérica de la fibra.

a)

0,25

b)

0,384

c)

0,55

d)

0,92

52.

Características de la fibra. Para una fibra óptica con $n_{\text{núcleo}}=1{,}5$ y $n_{\text{revestimiento}}=1{,}45$ , determine el ángulo máximo de aceptación (medido desde el eje de la fibra) al que se acepta la luz.

a)

15°

b)

22,6°

c)

30°

d)

45°

53.

Reflexión interna total. ¿Cuál de las siguientes describe correctamente la reflexión interna total en una fibra óptica y las circunstancias en que ocurre?

a)

La luz que viaja del núcleo hacia el revestimiento se refleja por completo cuando el ángulo de incidencia interno supera el ángulo crítico.

b)

La luz se transmite parcialmente cuando el ángulo de incidencia es menor que el ángulo crítico.

c)

Ocurre cuando la luz pasa de un medio de menor índice a uno de mayor índice con cualquier ángulo de incidencia.

d)

Depende solo de la absorción del material y no del ángulo de incidencia.

54.

Diseño de fibra. Se dispone de dos vidrios: A con índice $1{,}3$ y B con índice $1{,}5$ . Determine qué vidrio debe emplearse como núcleo y cuál como revestimiento y la apertura numérica resultante. Seleccione la combinación correcta.

a)

Núcleo: B; Revestimiento: A; NA ≈ 0,75

b)

Núcleo: A; Revestimiento: B; NA ≈ 0,75

c)

Núcleo: B; Revestimiento: A; NA ≈ 0,20

d)

Núcleo: A; Revestimiento: B; NA ≈ 0,58

55.

Longitud de onda. Calcule la frecuencia correspondiente a una onda electromagnética en el vacío con los siguientes datos: $\lambda = 1550\ \text{nm}$ $f = c/\lambda$ $c = 3{,}0\times 10^8\ \text{m/s}$ Seleccione la opción correcta.

a)

193,6 THz

b)

155,0 THz

c)

300,0 THz

d)

96,8 THz

56.

Según el gráfico del espectro, ¿qué rango de longitudes de onda percibe el ojo humano como luz visible (espectro visible)?

a)

Entre 400 nm y 750 nm

b)

Entre 200 nm y 350 nm

c)

Entre 800 nm y 1200 nm

d)

Entre 1000 nm y 1600 nm

57.

Dentro del espectro visible, ¿qué color corresponde a las longitudes de onda más largas indicadas (aprox. 750 nm)?

a)

Rojo

b)

Verde

c)

Azul

d)

Violeta

58.

Dentro del espectro visible, ¿qué color corresponde a las longitudes de onda más cortas indicadas (aprox. 400 nm)?

a)

Violeta

b)

Amarillo

c)

Rojo

d)

Naranja

59.

Para transmitir datos a través de una fibra óptica, el material indica que se utiliza luz invisible al ojo humano. ¿Qué tipo de luz es?

a)

Infrarroja

b)

Ultravioleta

c)

Luz blanca

d)

Microondas de RF

60.

El material especifica tres longitudes de onda usadas para transmitir datos. ¿Cuáles son esas longitudes? (Selecciona todas las correctas)

a)

859 nm

b)

1310 nm

c)

1550 nm

d)

490 nm

61.

En una fibra óptica se indican las “ventanas de operación”. ¿Cuáles son las longitudes de onda operativas mencionadas? (Selecciona todas las correctas)

a)

850 nm

b)

1310 nm

c)

1550 nm

d)

400 nm

62.

¿Por qué se seleccionaron las longitudes de 850 nm, 1310 nm y 1550 nm como ventanas de operación en fibra óptica?

a)

Porque presentan una atenuación menor en la fibra

b)

Porque generan mayor absorción por OH

c)

Porque aumentan la dispersión de Rayleigh

d)

Porque son más visibles para el ojo humano

63.

¿Qué fuentes de luz se utilizan para generar estas longitudes de onda en fibra óptica, según el material? (Selecciona todas las correctas)

a)

Diodos LED

b)

Diodos láser

c)

Lámparas incandescentes convencionales

d)

Tubos fluorescentes

64.

Según los esquemas comparativos, ¿qué asociación de longitudes es correcta para LED y láser en transmisión por fibra?

a)

LED: 850 nm y 1310 nm; láser: 1310 nm y 1550 nm

b)

LED: 400 nm y 750 nm; láser: 859 nm

c)

LED: 1550 nm; láser: 850 nm y 490 nm

d)

LED: 1625 nm; láser: 850 nm

65.

¿Qué propiedad de los láser permite transmitir datos a mayor distancia según la comparación mostrada?

a)

Son más directivos y concentran más la potencia de luz

b)

Tienen menor potencia que un LED

c)

Emiten luz multicolor (policromática)

d)

Generan mayor dispersión en la fibra

66.

El material indica una cuarta ventana de operación en desarrollo. ¿Cuál es su longitud de onda?

a)

1625 nm

b)

1650 nm

c)

1310 nm

d)

850 nm

El canal óptico: la fibra óptica (portada)

Total questions: 66

Worksheet time: 33mins

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