Luonnossa on monia asioita, ystävä Horatio,
Että viisaamme eivät koskaan haaveillut.
Shakespeare. Hamlet (tämän artikkelin lukemisen jälkeen).
Onko artikkelin nimi hullun arvoinen? Aivan. Mutta tosiasia on, että kokeen tulokset ovat myös hullun mielikuvituksen arvoisia. Ja otsikko on melko yhdenmukainen artikkelin sisällön kanssa. Lisäksi kokeet tehtiin uudenvuodenaattona, joka on melkein sama kuin jouluaattona. Joten, jos aloitit artikkelin lukemisen seisomisen aikana, on parempi istua alas ja jos istut, pidä tiukasti kiinni tuolista. Tulokset ovat upeita. Et todennäköisesti usko heitä. Hyvin. Sinun täytyy vain tarkistaa ne. Testaus on aina helpompaa kuin kokeilun tekeminen ensimmäistä kertaa.
Lasersäteen polku prismassa
Kaikki alkoi enemmän tai vähemmän yleensä. Artikkelin kirjoittaja ohitti lasersäteen prisman läpi …
Me kaikki tiedämme, että valonsäteen polku ilmassa on näkymätöntä. Jos emme näe valonlähdettä ja / tai sen valaisemaa esinettä, vain tanssimalla ilmassa valaisevat pölyhiukkaset tai sumuhiukkaset voimme havaita valonsäteen kulkemisen. Lasin tapauksessa tapaus on täysin erilainen. Lasku, joka kulkee täysin läpinäkyvän lasiprisman läpi, on selvästi näkyvissä (kuva 1). Lisäksi säteen "liikerata" (suora segmentti) ei ole näkyvissä, mutta myös sen heijastuminen prisman kasvoissa.
Mainosvideo:
Kuva 1. Ylä paksu viiva prisman sisällä - se on valoisa jälki lasersäteestä, joka kulkee prisman päiden läpi. Alaosa - tämä heijastaa tätä jälkeä alapinnoissa. Voidaan nähdä, että prisman päät hohtavat melko kirkkaasti.
Mikä täällä on? Loppujen lopuksi lasin sisällä ei ole pölyhiukkasia tai sumuhiukkasia?
Riittävän kokoiset ja ilmassa olevat sumuhiukkaset (veden partikkelit) heijastavat valoa hyvin. Siksi näemme sumua ja pilviä. Mutta yöllä emme yleensä näe sumua tai pilviä. Ilmeisesti tässä ei ole kyse pelkästään vesihiukkasten koosta ja niiden pitoisuudesta, vaan myös valon voimakkuudesta. Siksi emme näe tavallisia valonsäteitä kulkevan prisman läpi prisman sisällä. Voimme nähdä lasersäteet, ja niin hyvin, että emme näe mitään valonsäteen liikeradan takana, se ei loista läpi.
Paksimmassa sumussa voimme silti nähdä oman kätemme, jos se on tarpeeksi lähellä silmiämme. Prisman sisällä olevan lasersäteen (tl) liikeradan paksuus on noin 1 millimetri. Mutta tämä paksuus on jo tarpeeksi nähdä mitään tämän säteen takana. TL: tä tarkasteltaessa on vaikea kuvitella, että lasersäde, joka murtautuu tällaisen "sumun" läpi, voi ohittaa useita senttimetrejä tai jopa metrejä lasissa.
Miksi näemme tll: n? Ilmeisesti siitä syystä, että jotkut lasihiukkasten komponentit, kuten sumupartikkelit, heijastavat osan laservalosta. Nämä hiukkaset sijaitsevat hyvin tiheästi, mutta toisaalta emme huomaa lasersäteen heikkenemistä tästä prosessista.
Voisi yrittää mitata tll-osan lähettämän valon tehoa ennustamaan, kuinka pitkälle lasissa lasersäde voi kulkea ennen kuin säde puolittuu. Mutta olisi paljon mielenkiintoisempaa tietää, mitkä hiukkaset muodostavat lasissa "sumu" ja mistä ne on tehty.
Lasersäteen jäljitys lasilevyssä
Nykyisen huoneistoni käytävässä on pieni kapea pöytä, jossa on lasinen yläosa. Sen leveys on 48 cm, lasin paksuus 8 mm. Lasi on läpinäkyvä, väritön. Tämän lasin reunat ovat niin hyvin viimeisteltyjä, että niitä on mahdotonta leikata ja ne näyttävät olevan melko sileitä. Mutta tietysti niitä ei ole kiillotettu tai kiillotettu optisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Ne eivät näytä läpinäkyviltä.
Mutta kävi ilmi, että tämä ei ole liikaa este lasersäteelle. Lasersäde kulkee näiden reunojen läpi ja voi sopivalla alku suunnalla liikkua edelleen lasissa menemättä ulos. Ilmeisesti siellä on valo-ohjaava vaikutus.
Täällä, tässä pöydässä, piilotettiin yllätys, uskomaton valotehoste, joka on paljon uskomattomampi kuin prismassa olevan lasersäteen suunta.
Me kaikki tiedämme valon hajoamisen prismassa värikomponenteiksi. Newton väitettiin varmistaneen, että näiden värikomponenttien hajoamista ei ollut mahdollista. Vihreä valo pysyy vihreänä ja keltainen valo pysyy keltaisena. Siksi minua hämmästytti, että lasin vihreän lasersäteen liikeradan alkuperäinen jälki ei selvästi ollut vihreä. Lisäksi sitä seurasi vihreä alue, ja sitten taas ei vihreä. Tämä tosiasia oli dokumentoitava.
Kirjoittajan oli kiinnitettävä laser vapauttamaan kätensä valokuvausta varten. Mutta juuri tätä vaikutusta ei ollut enää mahdollista saavuttaa. Mutta onnistuimme saamaan vaikutuksen, joka ei ollut yhtä hämmästyttävä.
Kuva 2. Yläpuolella olevassa kuvassa, suunnilleen kuvan keskellä, näet säteen, joka kulkee oikealta vasemmalle ja joka sitten näyttää katoavan ja menevän kirkkaampaan vihreään nauhaan. Kuvassa se näyttää olevan johto, jossa on monivärisiä säikeitä. Jos suurennat valokuvaa hieman, huomaat, että yksi "säikeistä" on ruskea. Alla (kuva 3), jossa on pidempi valotus, näkyy sama säde. Sinun on helpompi nähdä se uudelleen suurennuksella. Yksi tämän säteen "säikeistä" näyttää sinulle keltaiselta.
Kuva 3. Vasemmassa yläkulmassa kapea (vihreiden reunojen kehystetty) palkki lähtee läpi koko kuvan, jota voidaan kutsua "seepraksi", mutta ei mustavalkoiseksi, vaan valkoiseksi ja keltaiseksi. Tämän säteen pitäisi teoriassa olla myös vihreä ja tietysti samanvärinen eikä se jäljitellä seepraa. Osa puulistat on näkyvissä oikeassa yläkulmassa. Se peittää lasersäteen tulon kirkkaan pisteen lasilevyyn. Kuvassa 2 matalan valotuksen vuoksi tämä kisko on käytännössä näkymätön (se näyttää täysin mustalta. Vain tummanvihreä reuna on näkyvissä).
Valitettavasti kamera näkee jotain aivan erilaista kuin mitä silmä näkee.
Kuvissa 2 ja 3 80% vasemmanpuoleisten valokuvien pinta-alasta on lasin ("lasipöydän" pöytälevy). Kuvan 2 alareunan keskeltä tuleva paksun köyden pala on itse asiassa lasin reuna. Kuvassa 3, samassa paikassa on jotain, joka näyttää enemmän karkealta puulaudalta - itse asiassa se on lasin sama reuna. "Puulevyn" pala tummanvihreillä reunoilla kuvan 3 oikeassa yläkulmassa on osa puulistaa. Se sijaitsee täällä sulkeakseen lasersäteen tulon kirkkaan pisteen lasista linssistä. Sama esine on kuvassa 2 suunnilleen samassa paikassa ja samaan tarkoitukseen, mutta se on ehdottomasti näkymätön kuvassa 2.
Molemmista laukauksista meidän tulisi kiinnostaa kapea valonsäde, joka kulkee kuvan keskellä oikealta vasemmalle, josta lasin reuna ja kisko kohtaavat.
Huomaa: tämän säteen alku näyttää molemmilta otoksilta vuorottelevilta suunnilta tai, jos haluat, kahdesta monivärisestä säikeestä, jotka on kierretty toisiinsa. Kuvassa 2 ne näyttävät vihreiltä ja ruskealta, kuvassa 3 keltaisilta ja valkoisilta. Värin suhteen kuva 2 on todenmukaisempi todellisuuden kanssa. Näiden suunnan reunat leikkaavat säteen noin 45 asteen kulmassa.
Kuvasta 2 voimme sanoa, että tämä säde näyttää köydeltä, joka on kierretty keltaisista ja valkoisista säikeistä. Mutta tämä on vain, kun katsot palkkia lasin sisäänkäynnin toiselta puolelta. Toisaalta tämä säde näyttää täsmälleen samalta, mutta voit jo ymmärtää, että nämä eivät ole kierrettyjä säikeitä. Jos yhdellä puolella on suuntaisia liitoksia, toisella puolella ovat suunnan keskipisteet ja päinvastoin. Toisin sanoen vasemmalla ja oikealla puolen suunnan suuntainen siirtymä. Ylhäältä palkki näyttää olevan yksivärinen, ikään kuin harmaa-ruskea. Keltaiset suuntaiset viivat näyttävät silmänruskeasta, mutta selvästi eivät vihreät.
Jo täällä voimme huomata erot teoriasta: vihreä on lakannut olemasta vihreä. Mutta jos ollenkaan voidaan odottaa muutosta säteen värissä, niin vain värinmuutos menee säteen yli, kuten tapahtuu valkoisen valon hajoamisessa prismassa. Minkälaisesta "säteestä" voimme puhua, kun värimuutos menee säteen suuntaan? Näyttää siltä, että näin ei yksinkertaisesti voi olla. Mutta täällä näet kuvassa sellaisen ihme Yudon. Jälleen voidaan kuvitella, että kaksi nippua on kiertynyt eräänlaiseksi naruksi, mutta valonsäteet eivät voi taipua ja kiedottua mitään. Mutta sitä ei ole täällä. Säteen molemmin puolin näkyvät vuorotellen värisuuntaiset rinnakkain. Kerro minulle, kuinka säde voi ajoittain muuttaa väriä säteen varrella, ellei sen takana ole taustaa, joka koostuu väreissä vaihtuvista raidoista? Se ei vain voi ollatätä on jopa mahdotonta kuvitella. Tämä voidaan piirtää vain. Mutta näemme valokuvan.
Koe on helposti toistettavissa (ainakin tällä lasilla). Jos jollakin on vaikeuksia kokeen toistamisessa, tule luokseni, toistamme kaiken yhdessä.
Palkin tulokulman muuttaminen lasin reunaan (tasossa, joka on yhdensuuntainen lasin tason kanssa) ei käytännössä muuta mitään. Kun säteen tulopiste on lähellä lasin ylempää tasoa, säde näyttää puristuneen sitä sisältäpäin, sitten rikkoutuu, menee syvälle lasiin ja jatkuu sitten vähitellen yhä vähemmän kirkkaana. Alhaalta ja ylhäältä säteeseen tauon jälkeen liittyy kirkkaan vihreitä valonsäikeitä, ikään kuin ne painavat lasin pintaa vasten. Itse palkki tai nämä säikeet eivät tule ulos.
Punainen laser testattiin myös. Samalla tavalla lasiin ilmestyy säde, joka koostuu vuorotellen kirkkauden suunnista. Kirjoittaja ei kuitenkaan kyennyt ymmärtämään, onko värissä muutoksia. Käytettiin lasereita, joiden teho oli noin 50 milliwattia.
Kirjoittaja ei voi tässä vaiheessa selittää tämän kokeen tuloksia.
Lasersäteen vuorovaikutus läpinäkyvien materiaalien kanssa
Kun tämä artikkeli oli jo kirjoitettu, kirjailija alkoi vapaa-aikoina testata kaikkia käsillä olevia läpinäkyviä materiaaleja. Lasilla tulokset toistettiin helposti, kaikkialla oli mahdollista nähdä jälki säteen liikeradasta lasin sisällä, joka muistuttaa punaruskeaa väriä.
Kirjoittaja testasi sitten palan pleksilasia, joka oli alunperin Kiinasta. Hän näytti jäljen, joka oli samanlainen kuin prismassa oleva kuva (kuva 1). Yllätys, jonka kirjailija olisi pitänyt muutama päivä sitten luonnollisena, odotti häntä palalla pleksilasiputkea (halkaisija 80 mm, pituus 126 mm, seinämän paksuus 3 mm). Tässä seinässä säteen liikerata on täysin näkymätön. Kirjoittaja tapasi tämän tuloksen tyytyväisenä, koska muutama päivä sitten hän uskoi, että lasersäteen jäljet läpinäkyvässä aineessa ovat näkymättömiä. Jo todellinen yllätys oli erilainen: lasersäde ei poistunut tästä seinästä. Kirkas sisääntulopiste oli selvästi näkyvissä, putken molemmat päät loistivat melko kirkkaasti, putken seinämän varjon tumma kaari oli näkyvissä seinällä, mutta palkki ei tullut ulos putkiosasta. Kirjoittaja yritti jopa katsoa putken seinämän sisään päästä: hän näki erittäin kirkkaan, suoran sokaisevan kaaren - mutta ei pistettä.
Kirjoittaja alkoi etsiä muita plexus-esineitä käsillä. Radalta löydettiin viiva (pituus 33 cm, paksuus 5 mm, viivaimen reunat ovat viistot ja paksuus noin 0,5 mm). Tätä viivainta käytettiin päivinä, jolloin piirustuslautoja oli vielä olemassa. Tässä linjassa lasersäteen liikeradan alkukappale oli selvästi nähtävissä, mutta vähitellen siitä tuli yhä epäselvempi eikä myöskään säde tullut ulos siitä.
Muistutetaan lukijaa siitä, että kuvatut kokeet alkoivat 48 cm leveällä lasipöydällä, vaikka sen sisällä oleva säteilyreitti on punaruskea, säde tulee siitä ulos ja sillä on sama vihreä väri kuin sen sisäänkäynnillä.
Täten on olemassa täysin erilaisia läpinäkyviä materiaaleja. Joissakin niistä vihreä lasersäde ei ole näkyvissä, joissakin muissa se on näkyvissä ja sillä on normaali vihreä väri, lasissa lasersäteen jälki voi osoittautua punaruskeaksi tai jopa suorana viivana, joka koostuu puna-ruskeista vuorottelevista kirkkaista. Lasersäde voi kulkea läpi, mutta se ei välttämättä tule ulos materiaalista, paljastuen materiaalin sisällä viivana, jonka kirkkaus vähenee kohti reunoja.
Johann Kern, Stuttgart