Looduses on palju asju, sõber Horatio,
Et meie targad pole unistanud.
Shakespeare. Hamlet (pärast selle artikli lugemist).
Kas artikli pealkiri on hullu väärt? Õige. Kuid fakt on see, et katse tulemused väärivad ka hullu fantaasiat. Ja pealkiri on artikli sisuga üsna kooskõlas. Lisaks tehti katseid uusaastaööl, mis on peaaegu sama mis jõululaupäeval. Seega, kui hakkasite artiklit lugema seistes, siis on parem istuda ja kui istute, siis hoidke tugevalt toolist kinni. Tulemused on vapustavad. Tõenäoliselt ei usu neid. Noh. Sa pead lihtsalt neid kontrollima. Testimine on alati lihtsam kui esmakordne katse.
Laserkiire tee prismas
Kõik algas enam-vähem tavaliselt. Artikli autor lasi laserkiire läbi prisma …
Me kõik teame, et valgusvihu rada õhus on nähtamatu. Kui me ei näe valgusallikat ja / või selle poolt valgustatud eset, siis ainult õhus tantsides võime helendavaid tolmuosakesi või uduosakesi tuvastada valguskiire läbipääsu olemasolu. Klaasi puhul on juhtum täiesti erinev. Täiesti läbipaistvast klaasprismast läbiva laserkiire jälg on selgelt nähtav (foto 1). Pealegi pole nähtav mitte ainult kiirte "trajektoor" (sirgjooneline segment), vaid ka selle peegeldus prisma nägus.
Reklaamvideo:
Foto 1. Ülemine paks joon prisma sees - see on valgusjälg laserkiirest, mis läbib prisma otsi. Alumine - see peegeldab seda jälge alumises servas. On näha, et prisma otsad helendavad üsna eredalt.
Mis siin on? Lõppude lõpuks pole klaasi sees tolmuosakesi ega uduosakesi?
Uduosakesed (veeosakesed) oma piisava suuruse ja kontsentratsiooniga õhus peegeldavad hästi valgust. Seetõttu näeme udu ja pilvi. Kuid öösel ei näe me reeglina ei udu ega pilvi. Ilmselt pole siin asi mitte ainult veeosakeste suuruses ja nende kontsentratsioonis, vaid ka valguse tugevuses. Seetõttu ei näe me prisma sees tavalisi valguskiiri, mis läbivad prismat. Me näeme laserkiireid ja nii hästi, et me ei näe valguskiire trajektoori taga midagi, see ei paista läbi.
Kõige paksemas udus näeme ikka omaenda kätt, kui see on silmadele piisavalt lähedal. Prisma sees oleva laserkiire trajektoori (tl) paksus on umbes 1 millimeeter. Kuid see paksus on juba piisav, et selle kiire taga midagi näha ei oleks. TL-d vaadates on raske ette kujutada, et laserkiir, läbides sellise "udu", võib klaasis läbida mitu sentimeetrit või isegi meetrit.
Miks me näeme tll-d? Ilmselt põhjusel, et mõned klaasiosakeste komponendid, näiteks uduosakesed, peegeldavad osa laservalgusest. Need osakesed paiknevad väga tihedalt, kuid teisest küljest ei märka me selle protsessi tõttu laserkiire nõrgenemist.
Võiks proovida mõõta TLL sektsiooni kiiratava valguse võimsust, et ennustada, millist rada klaasis laserkiir saab läbida, enne kui valguskiir nõrgeneb poole võrra. Kuid palju huvitavam oleks teada osade suurust, mis moodustavad klaasis "udu" ja millest need on valmistatud.
Laserkiire jälg klaasplaadil
Minu praeguse korteri koridoris on väike kitsas klaasist ülaosaga laud. Selle laius on 48 cm, klaasi paksus on 8 mm. Klaas on läbipaistev, värvitu. Selle klaasi servad on nii hästi viimistletud, et seda on võimatu lõigata ja see näib olevat üsna sile. Kuid loomulikult pole neid poleeritud ega poleeritud optiliste omaduste saamiseks. Need ei paista läbipaistvad.
Kuid selgus, et see pole laserkiire jaoks liiga suur takistus. Laserkiir läbib neid servi ja sobiva algsuunda saab liikuda klaasis veelgi välja minemata. Ilmselt on olemas valguse juhtefekt.
Just siin, selles lauaplaadis, oli peidus üllatus, uskumatu valgusefekt, mis on palju uskumatum kui prismas oleva laserkiire trajektoor.
Me kõik teame, kuidas prisma valgust lagundab värvikomponentideks. Newton väitis väidetavalt, et nende värvikomponentide täiendavat lagunemist pole võimalik saavutada. Roheline tuli jääb roheliseks ja kollane tuli kollaseks. Seetõttu tabas mind, et klaasist rohelise laserkiire trajektoori esialgne jälg ei olnud selgelt roheline. Pealegi järgnes sellele haljasala ja siis jälle mitte roheline ala. See asjaolu tuli dokumenteerida.
Autor pidi laseri kinnitama, et oma käed pildistamiseks vabastada. Kuid seda efekti polnud enam võimalik saavutada. Kuid efekt polnud vähem hämmastav.
Foto 2. Ülaloleval fotol, umbes pildi keskel, näete kiiret, mis läheb paremalt vasakule ja mis siis justkui kaob, sisenedes heledamasse rohelisse riba. Pildil näeb see välja nagu mitmevärviliste kiududega juhe. Kui suurendate fotot veidi, märkate, et üks "kiududest" on pruun. Pikema säritusega allpool (foto 3) on sama kiir. Teil on seda hõlpsam mõne suurendusega uuesti näha. Selle kiirte üks "kiud" tundub teile kollane.
Foto 3. Ülemiselt vasakult lahkub kogu foto läbi kitsas tala (raamitud roheliste servadega), mida võib nimetada "sebraks", kuid mitte mustvalgeks, vaid valgeks ja kollaseks. See kiir peaks teoreetiliselt olema ka roheline ja loomulikult sama värvi ning mitte matkima sebrat. Osa puidust liist on nähtav paremas ülaosas. See katab laserkiire klaasplaati sisenemise heleda punkti. Fotol 2 on madala särituse tõttu see rööp praktiliselt nähtamatu (tundub absoluutselt must. Nähtav on ainult tumeroheline serv).
Kahjuks näeb kaamera midagi hoopis muud kui silm.
Fotodel 2 ja 3 hõivab 80% vasakpoolsete fotode pindalast klaas ("klaasist" laua lauaplaat). Foto 2 alumise serva keskelt tulles on see jämeda köie tükk tegelikult klaasi serv. Fotol 3 on samas kohas midagi, mis sarnaneb pigem kareda puitribaga - tegelikult on see klaasi sama serv. Tumete roheliste servadega "puitplaadi" tükk fotol 3 paremas ülanurgas on osa puidust latist. See asub siin, et sulgeda laserikiire klaasi sisenemise helge punkt läätsest. Sama objekt on fotol 2 ligikaudu samas kohas ja samal eesmärgil, kuid fotol 2 on see täiesti nähtamatu.
Mis meid mõlema kaadri juures huvitama peaks, on kitsas valgusvihk, mis läheb lasu keskele paremalt vasakule, kust klaasi serv ja rööp kohtuvad.
Pange tähele: selle kiirte algus näeb mõlemal pildil välja nagu vahelduvad rööpkülikud või, kui soovite, nagu kaks mitmevärvilist kiudu, mis on kokku keeratud. Fotol 2 näevad nad välja nagu rohelised ja pruunid, fotol 3 - kollased ja valged. Värvuse osas on pilt 2 tegelikkusega paremini kooskõlas. Nende rööpkülikute servad ristuvad talaga umbes 45-kraadise nurga all.
Pildilt 2 võime öelda, et see kiir näeb välja nagu kollastest ja valgetest kiududest keerutatud köis. Kuid see on ainult siis, kui vaatate tala klaasist sissepääsu ühelt küljelt. Teiselt poolt näeb see kiir täpselt sama välja, kuid juba saate aru, et need pole keerdunud kiud. Seal, kus ühel küljel on rööpküliku liigesed, asuvad rööpküliku keskpunktid teisel pool ja vastupidi. See tähendab, et vasakul ja paremal on poole rööpküliku nihe. Ülalt paistab tala olevat ühevärviline, justkui hallikaspruun. Kollased rööpkülikud näivad silmale pruunid, kuid selgelt mitte rohelised.
Juba siin võime märkida erinevusi teooriast: roheline on lakanud olemast roheline. Kuid kui üldse võib oodata kiirte värvi muutust, siis ainult üle kiiri kulgev värvimuutus, nagu näiteks valge valguse laienemisel prismas. Millisest “kiirest” saab rääkida, kui värvimuutus kulgeb mööda kiirt? Tundub, et see oma olemuselt lihtsalt ei saa olla. Kuid siin näete fotol sellist ime Yudot. Jällegi võiks ette kujutada, et kaks kimpu on keerdunud mingiks nööriks, kuid valguskiired ei suuda midagi ümber painduda ja mähkida. Kuid isegi seda pole siin. Kiire mõlemal küljel on nähtavad vaheldumisi värvilised rööpkülikud. Palun öelge mulle, kuidas kiir võib kiirelt oma värvi perioodiliselt muuta, kui te ei eelda selle taga värvi muutuvatest triipudest koosnevat tausta? See lihtsalt ei saa ollaseda on isegi võimatu ette kujutada. Seda saab ainult joonistada. Kuid me näeme fotot.
Katse on kergesti korratav (vähemalt sellel klaasil). Kui kellelgi on katse kordamisega raskusi, tulge minu juurde, kordame kõike koos.
Tala klaasi serva sisenemise nurga muutmine (klaasi tasapinnaga paralleelses tasapinnas) praktiliselt ei muuda midagi. Kui kiirte sisenemispunkt on klaasi ülemise tasapinna lähedal, näib see kiiret seestpoolt vastu surutud, siis see puruneb, läheb sügavale klaasi ja läheb edasi, muutudes järk-järgult järjest vähem heledaks. Altpoolt ja ülalt saadavad pausi järgse kiirega erkrohelised valgusjooned, justkui vajutades klaasi pinnale. Tala ise ega need kiud ei tule väljapoole.
Samuti testiti punast laserit. Samamoodi ilmub klaasi kiir, mis koosneb vahelduva heledusega rööpkülikutest. Kuid kas värvimuutus toimub, ei suutnud autor aru saada. Kasutati lasereid võimsusega umbes 50 millivatti.
Autor ei saa selles etapis selle katse tulemusi selgitada.
Laserkiire koostoime läbipaistvate materjalidega
Kui see artikkel oli juba kirjutatud, hakkas autor vabadel hetkedel kõiki käepärast olevaid läbipaistvaid materjale katsetama. Klaasiga korrati tulemusi hõlpsalt, kõikjal oli võimalik näha klaasi sees kiirte trajektoori jälgi, mis meenutas punakaspruuni värvi.
Seejärel katsetas autor Hiinast pärit pleksiklaasi tükki. Ta näitas jälge, mis sarnanes prisma jäljega (foto 1). Üllatus, mida autor oleks paar päeva tagasi pidanud loomulikuks, ootas teda pleksiklaasist torutükiga (läbimõõt 80 mm, pikkus 126 mm, seina paksus 3 mm). Selles seinas on kiirtee täiesti nähtamatu. Autor kohtus selle tulemusega teatava rahuloluga, kuna paar päeva tagasi uskus ta, et läbipaistva aine laserkiire jälg on nähtamatu. Juba tõeline üllatus oli teistsugune: laserkiir ei lahkunud sellest seinast. Hele sissepääsukoht oli selgelt nähtav, toru mõlemad otsad helendasid üsna eredalt, seinal oli näha toru seina varju tumedat kaare, kuid tala ei tulnud torutükist välja. Autor üritas isegi torust seina otsast vaadata: ta nägi väga heledat, otse pimestavat kaare - kuid mitte punkti.
Autor hakkas otsima muid käepidemeid. Rööbastelt leiti joonlaud (pikkus 33 cm, paksus 5 mm, joonlaua servad on kaldu ja paksusega umbes 0,5 mm). Seda joonlauda kasutati neil päevil, kui joonlauad olid veel olemas. Selles reas oli laserkiire trajektoori esialgne tükk selgelt nähtav, kuid järk-järgult muutus see üha ebaselgemaks ja ka sellest ei tulnud kiir välja.
Tuletame meelde lugejale, et kirjeldatud katsed algasid klaasist lauaplaadiga, mille laius oli 48 cm. Ehkki selle sees olev kiirtee on punakaspruun, tuleb kiir sellest välja ja sellel on sama roheline värv kui selle sissepääsu juures.
Seega on täiesti erinevaid läbipaistvaid materjale. Mõnes neist pole roheline laserkiir nähtav, mõnes teises on see nähtav ja normaalse rohelise värviga, klaasis võib laserkiire jälg osutuda punakaspruuniks või isegi sirgjoonena, mis koosneb vahelduva heledusega punakaspruunidest paralleelogrammidest. Laserkiir võib küll läbi minna, kuid see ei pruugi materjalist üldse välja tulla, avanedes materjali sees joonena, mille heledus väheneb servade suunas.
Johann Kern, Stuttgart
