Avastamine pole leiutis. Leiutis võib olla tuntud nähtuste või mehhanismide abil püstitatud probleemile kaua otsitud lahendus. Teemade avastamine ja avastus, et see on efekt, millest keegi midagi ei teadnud ja seetõttu ka ei otsinud, ei saanud seda otsida. Saate otsida ainult seda, mis on teada. Nagu kõik leiud, võib ka avastus olla suur või väike. Kuid see avaneb reeglina enam-vähem ettevalmistunud isikutele, kes saavad kohe mõista, et see, mida nad jälgivad, pole mitte ainult väga uudishimulik, vaid tõenäoliselt ka midagi täiesti tundmatut.
Kas elektrienergia avastamine oli neil päevil suur, kui selle kohta oli teada vaid see, et villane pulk meelitab paberitükke? Selles vormis kestis see avastus aastatuhandeid. Keegi ei näinud selles mingit kasu ja keegi ei tea selle autori nime ega autoreid, kes seda nähtust esmakordselt märkasid. Ja nüüd ei saa me ilma elektrita sammu astuda. Faraday või Tesla nimed, kes meie elektriteadmiste arendamiseks palju ära tegid, on teada peaaegu kõigile. Kõiki avastusi ühendab see, et me näeme neis alati midagi ebatavalist ja sooviksime teada selle põhjust - isegi siis, kui sellest pole meile kasu.
Eeltoodu on vaid ütlus. Kui laseriga töötades prisma mingi liikumine aluspinnal "vilkus" ootamatult nagu sisselülitatud lambipirn. Mõju polnud muidugi nii tugev, kuid sellegipoolest oli see piisavalt tugev, et huvi tunda ja selle põhjust otsima hakata. Võib-olla oli see tingitud asjaolust, et laserkiir langes külgpinna sisepinnale ja peegeldunud valgus põhjustas kogu prisma "vilkumise"? Kuid kõik osutus vastupidiseks. Kui laserkiir puudutas näo välispinda, märgati veel ühte "välku".
See on imelik. Kui laserkiir tabab otspinda risti, ilmub selles kohas üsna helge valguspunkt. Teine helge punkt toimub kohas, kus kiir väljub läbi vastassuunalise otspinna. Mõlemad need valguspunktid valgustavad seestpoolt üsna hästi kõiki prisma tahke.
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.
Kui suunate valgusvihku nii, et see peegelduks ühelt küljelt seestpoolt, siis ilmub veel üks helendav punkt, mis valgustab prisma servi seestpoolt. Kuid see efekt on ebaoluline võrreldes välguga, mis saadakse valgustades väljastpoolt külgserva puudutava laserkiirega. Samal ajal pole prisma vastasküljelt üldse näha ühtegi eredat punkti, mis võiksid prismat valgustada seestpoolt. Kuid kogu prisma ja eriti lõpupinnad muutuvad suhteliselt väga eredaks. Oma osa mängib ka viis, kuidas kiir puutub küljele. Kui valgusvihu suund on pikisuunaline, on mõju kõige selgem. Kui puudutava kiiri suund on risti prisma kesktelge läbiva tasapinnaga, on mõju peaaegu märkamatu.
Kuidas muidu saab tala prismat puudutada? Otsad jäid. Ja siin ootas ees peamine üllatus. Sellisel juhul on välk palju tugevam kui siis, kui valgusvihk puudutab külgmist tasapinda.
Foto 2. Laserkiir puudutab prisma esiosa. Kiire suund on esiotsaga peaaegu paralleelne, kokkupuutepunkt on peaaegu nähtamatu, kuid kogu prisma on justkui seestpoolt valgustatud. Pange tähele: fotol 1 on koht, kus tala siseneb prismasse, selgelt nähtav, kuid prisma ise särab palju vähem.
Reklaamvideo:
Puudutav suund pole oluline. Välk on maksimaalne - isegi siis, kui otsad pole lihvitud ja tunduvad läbipaistmatud!
Kuidas seda nähtust seletada? Ainus, mis pähe tuleb, on resonants. Muidugi on paar sajandit valgus lainena esindatud. Juba mõnda aega on seda kujutatud põiklainetena. Ristlained levivad aga üle võnkumise suuna (piki kiirt). Kas see seletab täpselt otste eredat ühtlast sära?
Kujutage ette tavalist trummi, mis on üks lihtsamaid muusikariistu. Tal on kõige tundlikumad otsad. Ja just nemad kiirgavad helilaineid kõige tugevamalt. Selles mõttes sarnaneb läbipaistev prisma trumliga. Kuid analoogia lõpeb sellega. Trumli pool pole tundlik.
Kas midagi sellist on täheldatud? Millal valgus "tungib" üle kiirte suuna? Ma tean väljavõtet füüsikaõpikust [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, lk 486], mis on seotud täieliku sisemise peegeldusega:
„Üksikasjalikum (lähedasem?) Vaatlus näitab meile geomeetrilise optika võimaluste piire. Kui võtta fluorestseeruv vedelik vähemtiheda optilise keskkonnana, siis vaatamata täielikule sisemisele peegeldusele võib täheldada õhukest fluorestseeruvat kihti. Seetõttu läbib väike kogus valgust. Kuid selle kihi paksus on võrdne ainult mõne lainepikkusega; intensiivsus väheneb plahvatuslikult meediumipiirist kaugemale."
Tundub, et see lõik räägib teatud kogusest valgusest, mis liigub risti kiire suunas. Kuid õpik tõlgendab seda kui kvantmehaanilist efekti.
Autorile tundub, et siin toimub midagi sarnast. Kiir ei sisene prismasse, vaid peegeldub ainult selle pinnalt. Kuid sellegipoolest valgus kuidagi "tungib" prismasse ja see kõik helendab. Võib arvata, et valgus siseneb prismasse umbes valgusvihuga risti.
Võib ette kujutada, et laserkiires suunatakse valgusvibratsioonid üle kiirte igas suunas. Seetõttu on tala perpendikulaarse sissepääsu korral, nagu fotol 1, kõik suunad võrdsed ja seetõttu on otste kuma ebaoluline. Kiire "puudutamisel" on vastasmõju külgmine, mistõttu võib selle valgusosa mõju, mille võnked on suunatud piki kiirtangenti, mõjule. Seetõttu edastatakse siin peamiselt ainult põiki vibratsioone, mis puutuvad kokku laserkiirega ja on samaaegselt paralleelsed prisma tasapinnaga (tahuga).
Ristvibratsioonide ergastamine seletab mingil määral isegi seda, et kiire kokkupuute suund külgpinnal peaks olema pikisuunaline. Otsades ei tohiks tala kokkupuute suund olla oluline, nagu seda näitas katse.
Muidugi on see ainult oletus. Uus oleks siin võnkumiste levimine üle kiire ja nende hõivamine kogu läbipaistva keha mahus. Mingi suhtlus kogu materjaliga, mida kiir ainult puudutab?
Suure soovi korral saab kirjeldatud nähtust tõlgendada lihtsalt valguse hajumisena. Kuid see oleks siis väga kummaline "hajutamine". Valguse hajumise hulk, kui see oleks prisma luminestsentsi põhjus, peaks ilmselt olema võrdne prisma luminestsentsi suuruse (võimsusega). Kuidas siis seletada, et selle hajumise suurus on palju väiksem, kui kiir läbib kogu selle sees oleva prisma, võrreldes sellega, kui kiir puudutab ainult prisma materjali, ilma et see üldse sisse läheks? Hajumine peaks ju toimuma just prisma materjali läbimisel, ületades samas vastupanu tala liikumisele? Seetõttu tundub autorile, et avastatud efektil on resonantsi nähtusega midagi ühist.
Johann Kern, Stuttgart
