L’affermazione che "frequenze più elevate si attenuano maggiormente" è troppo generica e non rispecchia affatto la realtà dei fatti. Bisogna stabilire in che mezzo ci troviamo e quale è il fenomeno fisico che domina in quell’intervallo preso in considerazione.
Basterebbe presentare un paio di controesempi per rendersi conto che l’affermazione del lettore non è vera in generale.
Per esempio, nello spazio vuoto l’attenuazione è nulla e non dipende dalla frequenza dell’onda.
Oppure, come si vede dalla figura qui riportata, che mostra un diagramma di attenuazione dell’atmosfera terrestre nella banda dall’ultravioletto alle micro-onde, i fenomeni di diffusione (scattering) delle molecole atmosferiche effettivamente attenuano di più le frequenze maggiori, ma ad esso sono sovrapporti una serie di fenomeni di assorbimento che generano una serie di "finestre" trasparenti alternate ad altre pressocché cieche.
Per finire, si pensi alla penetrazione dei fotoni gamma nel materiale (per esempio metallo): in questo caso, quanto più è elevata l’energia del fotone (e dunque la sua frequenza) tanto più il cammino medio nel materiale sarà lungo, e di conseguenza la sua attenuazione è inferiore. Siamo di fronte a un caso in cui la tendenza è esattamente opposta a quella asserita dal lettore.
Consideriamo dunque una fibra ottica, nell’intervallo di frequenze tra il visibile e il vicino IR, che sono quelle usate nelle telecomunicazioni, per le quali le fibre ottiche trovano il maggiore impiego. Un tipico esempio di diagramma di assorbimento è riportato in figura.
In esso compaiono 3 effetti distinti: il primo è il cosiddetto assorbimento intrinseco, cioè dovuto al materiale di cui è composta la fibra, in questo caso ossido di silicio. L’assorbimento intrinseco è caratterizzato da una serie di bande di assorbimento, dovute alle frequenze di risonanza del cristallo, che comprendono almeno 3 fenomeni: rispettivamente gli assorbimenti degli elettroni atomici, delle frequenze rotazionali e quelle vibrazionali delle molecole. Nel cristallo di ossido di silicio c’è un forte assorbimento intorno alla frequenza di 12 μm, dovuta alla risonanza del legame Si-O, ed è responsabile della "spalla" destra del diagramma, nota come assorbimento IR dell’ossido di silicio. Vi sarebbe una "spalla" analoga anche dell’UV, dovuta ad assorbimenti elettronici, ma in realtà la zona sinistra del diagramma è dominata da un altro fenomeno, che ha effetti maggiori, vale a dire la diffusione Raylegh.
Essa in pratica è dovuta al fatto che la disposizione delle molecole e degli atomi nel cristallo non è perfettamente uniforme, ma esistono leggeri addensamenti e "rarefazioni", che si comportano come dei micro-cristallini che diffrangono la luce in ogni direzione e la disperdono. Si dimostra che tale fenomeno, che è trascurabile finché la lunghezza d’onda della luce è maggiore di quella delle disomogeneità, diventa importante quando le due dimensioni si avvicinano, ed è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d’onda, per cui è dominante dell’UV.
Per finire, esiste il cosiddetto assorbimento estrinseco, dovuto cioè a picchi di assorbumento causati da altri elementi o molecole presenti come impurità nel materiale. Nel corso degli anni la tecnologia di produzione delle fibre ottiche è migliorata sempre più, fino ad eliminare quasi totalmente le impurità che causavano assorbimenti nelle finestre di interesse. L’unica molecola che ha ancora un effetto significativo è l’ossidrile OH–, che provoca un picco a circa 1,38 μm e che obbliga i progettisti dei sistemi di telecomunicazione a lavorare in due finestre (la seconda, centrata a 1.3 μm, e la terza, centrata a 1.55 μm) separate proprio dal picco di assorbimento dell’ossidrile.
