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Scienza

Perché il primo messaggio ha impiegato 16 ore per attraversare l'Atlantico tramite un cavo?

Bentornati ad un'altra eccezionale edizione delle domande di cultura generale!

Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica: Secondo tutto quello che ho letto ci sono voluti 16 ore per l'attraversamento del segnale, ma nessuno indica il motivo. come è possibile che l'elettricità rallenti a meno di 94 miglia all'ora? Perché ci è voluta solo 1 ora per il viaggio di ritorno?

Ed ecco le risposte degli esperti:

È interessante notare che la maggior parte delle persone in questi commenti ha effettivamente la risposta sbagliata. La vera risposta è la dispersione. In effetti, questa domanda esatta trova risposta nell'articolo

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heaviside_condition .Vedi, quando costruirono per la prima volta queste grandi linee di trasmissione, non avevano ancora capito del tutto come funzionassero e notarono un problema: mentre l'elettricità percorreva rapidamente la lunghezza del cavo, i segnali “spread out”, i tuoi “punti” corti diventerebbero estremamente lunghi (circa 15 secondi per il primo cavo). Questa si chiama dispersione. Invio del primo messaggio, che era un 94 messaggio verbale della regina (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Transatlantic_telegraph_cable) ha impiegato molto tempo comprendeva poche migliaia di caratteri telegrafici.

Nessuno sapeva cosa causasse questa dispersione. Questo fino a quando Oliver Heaviside non è arrivato e li ha descritti con le equazioni dei telegrafi https://en.m.wikipedia. org/wiki/Telegrapher%94s_equations. Vedi, se non hai abbastanza induttanza, il tuo segnale distorce richiedendoti di ridurre la frequenza del segnale.

Stranamente, i commenti principali in questo thread commettono lo stesso errore degli operatori originali della linea. Vedi, hanno anche pensato che il problema fosse una resistenza eccessiva / un segnale debole nella linea, quindi hanno provato ad aumentare la tensione che ha fritto la linea. Tuttavia, come mostrato dalla condizione di Heaviside, il problema era fondamentalmente la dispersione, non la debolezza del segnale. E la soluzione era semplicemente aggiungere alcuni induttori in serie. Non tonnellate di tensione al generatore.

Taltarian

Per costruire su altri che giustamente attribuiscono a dispersione, lo stesso fenomeno si verifica con brevi impulsi luminosi che si propagano lungo le fibre ottiche, che attualmente trasportano dati globali attraverso l'Atlantico e ovunque.

Oltre alla velocità media di un impulso di luce che rallenta nel vetro, i colori all'interno della larghezza di banda dell'impulso viaggiano a velocità diverse (cioè si disperdono – proprio come in un prisma), quindi gli impulsi tenderanno ad allargarsi.

Poiché i dati arrivano impulso dopo impulso, man mano che l'impulso si allarga, anche il tempo di arrivo delle informazioni rallenta in modo efficace. (Certo, l'allargamento assoluto del segnale ottico è molto più piccolo di quello del segnale elettrico, quindi non ci vorrebbero molte ore ma piuttosto piccole frazioni di secondo).

Se l'allargamento degli impulsi si avvicina alla frequenza di ripetizione degli impulsi, l'informazione è più difficile da discernere.

Spesso questo allargamento o “cinguettio”, se intollerabile, può essere pre o post compensato dal passaggio attraverso del materiale che fornisce opposti disperdenti effetto (cioè compressione). Per il caso elettrico, come detto sopra questa azione può essere ottenuta tramite induttori.

Ancora per gli impulsi ottici, ci sono di solito amplificatori di segnale ogni qualche chilometro, anche se la perdita trasmissiva nel vetro alla lunghezza d'onda operativa delle telecomunicazioni di 1550 nm (Erbium:laser a fibra) è notevolmente basso.

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