Sok minden van a természetben, Horatio barátom,
Hogy bölcseink soha nem is álmodtak erről.
Shakespeare. Hamlet (miután elolvasta ezt a cikket).
A cikk címe méltó egy őrülthez? Jobb. De tény, hogy a kísérlet eredményei méltók egy őrült fantáziájára is. A cím pedig egészen összhangban van a cikk tartalmával. Ezenkívül a kísérleteket szilveszter éjszakáján végezték, ami majdnem megegyezik a karácsony estéjével. Tehát, ha állva kezdte olvasni a cikket, akkor jobb, ha leül, és ha ül, akkor szorosan kapaszkodjon a székbe. Az eredmények lenyűgözőek lesznek. Valószínűleg nem fogja elhinni őket. Jól. Csak ellenőriznie kell őket. A tesztelés mindig könnyebb, mint egy kísérlet első elvégzése.
Lézersugár útja egy hasábban
Minden többé-kevésbé általában kezdődött. A cikk írója egy lézersugarat egy prizmán keresztül vezetett át …
Mindannyian tudjuk, hogy a fénysugár nyomai a levegőben láthatatlanok. Ha nem látjuk a fényforrást és / vagy az általa megvilágított tárgyat, akkor csak a levegőben táncolva világító porszemcsék vagy ködrészecskék ismerhetjük meg egy fénysugár áthaladásának jelenlétét. Üveg esetében teljesen más a helyzet. A teljesen átlátszó üvegprizmán áthaladó lézersugár nyoma jól látható (1. fotó). Sőt, nemcsak a sugár "pályája" (egyenes vonalú szakasza) látható, hanem annak tükröződése is a prizmafelületeken.
Promóciós videó:
1. fotó. A prizma felső vastag vonala - a prizma végein áthaladó lézersugár világító nyoma. Alsó - ez tükrözi ezt a nyomot az alsó arcban. Látható, hogy a prizma végei elég fényesen izzanak.
Mi a helyzet itt? Végül is nincsenek por vagy köd részecskék az üveg belsejében?
A ködrészecskék (vízrészecskék) megfelelő méretükkel és koncentrációjukkal a levegőben jól visszatükrözik a fényt. Ezért ködöt és felhőket látunk. Éjszaka azonban általában ködöt és felhőket sem látunk. Nyilvánvaló, hogy itt nemcsak a vízrészecskék méretében és koncentrációjában van a lényeg, hanem a fény erősségében is. Ezért nem látjuk, hogy a prizma belsejében áthaladnak a hétköznapi fénysugarak. Látjuk a lézersugarakat, és olyan jól, hogy a fénysugár pályája mögött nem látunk semmit, az nem süt át.
A legvastagabb ködben még mindig láthatjuk saját kezünket, ha elég közel van a szemünkhöz. A prizma belsejében lézersugár (tl) pályája vastagsága körülbelül 1 milliméter. De ez a vastagság már elég ahhoz, hogy semmit se láthassunk e sugár mögött. A TL-re nézve nehéz elképzelni, hogy egy ilyen "ködön" áttörő lézersugár sok centimétert vagy akár métert is képes elhaladni az üvegben.
Miért látjuk a tll-t? Nyilván azért, mert az üvegrészecskék néhány alkotóeleme, például a ködrészecske, visszatükrözi a lézerfény egy részét. Ezek a részecskék nagyon sűrűn helyezkednek el, de másrészt nem észleljük ennek a folyamatnak a következtében a lézersugár gyengülését.
Meg lehet próbálni mérni a tll egy szakasza által kibocsátott fény teljesítményét annak előrejelzése érdekében, hogy a lézersugár meddig tud haladni az üvegben, mielőtt a sugár felére csökken. De sokkal érdekesebb lenne megismerni az üvegben a "ködöt" alkotó részecskék méretét és miből készülnek.
Lézersugár nyom egy üveglemezben
A jelenlegi lakásom folyosóján van egy kis keskeny asztal üvegtetővel. Szélessége 48 cm, üvegvastagsága 8 mm. Az üveg átlátszó, színtelen. Ennek az üvegnek a szélei olyan jól meg vannak készítve, hogy lehetetlen vágni, és elég simanak tűnik. De természetesen nincsenek csiszolva vagy fényezve optikai tulajdonságokkal. Nem tűnnek átlátszónak.
De kiderült, hogy ez nem jelent túl nagy akadályt a lézersugár számára. A lézersugár áthalad ezeken az éleken, és megfelelő kezdeti irányban tovább mozoghat az üvegben anélkül, hogy kimenne. Nyilvánvalóan van egy fényvezető hatás.
Itt, ebben az asztallapban rejtőzött egy meglepetés, egy hihetetlen fényhatás, ami sokkal hihetetlenebb, mint a prizmában lévő lézersugár pályája.
Mindannyian tudjuk, hogy a fény egy prizma által színkomponensekre bomlik. Newton állítólag megbizonyosodott arról, hogy lehetetlen megszerezni ezen színkomponensek további bomlását. A zöld fény zöld marad, a sárga pedig sárga. Ezért döbbentett rám, hogy a zöld lézersugár pályájának kezdeti nyoma az üvegben egyértelműen nem zöld. Sőt, azt követte egy zöld terület, majd megint nem zöld. Ezt a tényt dokumentálni kellett.
A szerzőnek fel kellett csatolnia a lézert, hogy szabaddá tegye a kezét a fényképezéshez. De ezt a hatást már nem lehetett elérni. De a hatás nem kevésbé elképesztő volt.
2. fénykép A fenti fényképen, körülbelül a kép közepén, egy sugarat lát, amely jobbról balra halad, és amely eltűnni látszik, és egy világosabb zöld színű csíkba kerül. A képen úgy néz ki, mint egy zsinór, többszínű szálakkal. Ha kissé nagyítja a fényképet, akkor észreveszi, hogy az egyik "szál" barna. Az alábbiakban (3. kép) hosszabb expozícióval ugyanaz a sugár látható. Könnyebb lesz némi nagyítással újra látnia. Ennek a sugárnak az egyik "szála" sárga színű lesz.
3. fotó A bal felső sarokban egy keskeny (zöld szélekkel keretezett) gerenda indul el, amely "zebrának" is nevezhető, de nem fekete-fehér, hanem fehér és sárga. Ennek a sugárnak elméletileg szintén zöldnek kell lennie, és természetesen azonos színűnek kell lennie, és nem utánoznia kell a zebrát. A fa léc egy része a jobb felső sarokban látható. Ez lefedi a lézersugár fényes belépési pontját az üveglapba. A 2. fotón az alacsony expozíció miatt ez a sín gyakorlatilag láthatatlan (abszolút feketének tűnik. Csak a sötétzöld szél látszik).
Sajnos a kamera egyáltalán nem látja azt, amit a szem lát.
A 2. és 3. képen a bal oldali képek 80% -át üveg foglalja el (az "üveg" asztal asztala). A 2. fotó alsó peremének közepéről jön, ami egy vastag kötéldarabnak tűnik, valójában az üveg széle. A 3. fotón ugyanott van valami, ami inkább durva fa lécre hasonlít - valójában ez az üveg ugyanaz a széle. A 3. kép jobb felső sarkában sötétzöld szélű "fafödém" darab fa léc része. Itt helyezkedik el, hogy lezárja a lézersugár fényes belépési pontját az üvegből az objektívből. Ugyanaz a tárgy a 2. fényképen található, közel azonos helyen és ugyanarra a célra, de a 2. fényképen teljesen láthatatlan.
Amit mindkét felvételnél érdekelhetünk, az egy keskeny fénysugár, amely a lövés közepén megy jobbról balra onnan, ahonnan az üveg éle és a sín találkozik.
Felhívjuk figyelmét: ennek a sugárnak a kezdete mindkét felvételen váltakozó paralelogrammáknak tűnik, vagy ha úgy tetszik, két többszínű szálnak egymáshoz csavarva. A 2. fényképen zöld és barna színűek, a 3. képen sárga és fehér színűek. Színét tekintve a 2. kép jobban megfelel a valóságnak, ezeknek a paralelogrammáknak a szélei körülbelül 45 fokos szögben metszik a nyalábot.
A 2. képből azt mondhatjuk, hogy ez a sugár sárga és fehér szálakból sodrott kötélnek tűnik. De ez csak akkor van, ha megnézzük a gerendát az üveg bejárata egyik oldaláról. Másrészt ez a sugár pontosan ugyanúgy néz ki, de máris megértheti, hogy ezek nem csavart szálak. Ahol az egyik oldalon paralelogramma csatlakozások vannak, a másik oldalon a paralelogramma középpontjai helyezkednek el, és fordítva. Vagyis bal és jobb oldalon fél paralelogramma tolódik el. Felülről a gerenda monokromatikusnak tűnik, mintha szürke-barna lenne. A szem számára a sárga párhuzamosok inkább barnának tűnnek, de egyértelműen nem zöldnek.
Már itt megjegyezhetjük az elmélettől való eltéréseket: a zöld megszűnt zöld lenni. De ha egyáltalán a nyaláb színváltozására lehet számítani, akkor csak a fénysugáron áthaladó színváltozás várható, mint ahogy a fehér fény lebomlása egy prizmában történik. Milyen „sugárról” beszélhetünk, amikor a színváltozás a sugár mentén megy végbe? Úgy tűnik, hogy ez a természetben egyszerűen nem lehet. De itt egy ilyen csodát lát a fényképen Yudo. Ismét el lehet képzelni, hogy két köteg egyfajta kötéllé csavarodik, de a fénysugarak nem tudnak semmit meggörbíteni és beburkolni. De még ez sincs itt. A gerenda két oldalán váltakozó színű párhuzamosok láthatók. Kérem, mondja meg, hogy egy sugár hogyan tudja periodikusan megváltoztatni a színét a sugár mentén, ha nem feltételez egy háttér színét változó csíkokból? Csak nem lehetezt még lehetetlen elképzelni. Ezt csak meg lehet rajzolni. De látunk egy fényképet.
A kísérlet könnyen megismételhető (legalábbis ezen az üvegen). Ha valakinek nehézségei vannak megismételni a kísérletet, jöjjön el hozzám, mindent megismételünk együtt.
A gerenda belépési szögének megváltoztatása az üveg szélébe (az üveg síkjával párhuzamos síkban) gyakorlatilag semmit sem változtat. Amikor a sugár belépési pontja közel van az üveg felső síkjához, a sugár belülről úgy tűnik, hogy neki nyomódik, majd megszakad, mélyen az üvegbe megy, majd tovább megy, fokozatosan egyre kevésbé világos. Alulról és felülről a szünetet követő fénysugarat élénkzöld fényszálak kísérik, mintha az üveg felületéhez nyomódnának. Sem maga a gerenda, sem ezek a szálak nem kerülnek kifelé.
Vörös lézert is teszteltek. Ugyanígy megjelenik az üvegben egy sugár, amely váltakozó fényerejű paralelogrammákból áll. De hogy van-e színváltozás, a szerző nem tudta megérteni. Körülbelül 50 milliwatt teljesítményű lézereket használtak.
A szerző ebben a szakaszban nem tudja megmagyarázni a kísérlet eredményeit.
A lézersugár kölcsönhatása átlátszó anyagokkal
Amikor ez a cikk már meg volt írva, a szerző szabadidejében elkezdte tesztelni az összes kéznél lévő átlátszó anyagot. Üveggel az eredmények könnyen megismétlődhettek, mindenhol lehetett látni az üveg belsejében a sugárpálya nyomát, amely vörösbarna színre hasonlított.
A szerző ezután tesztelt egy darab plexit, amely eredetileg Kínából származott. A prizma nyomához hasonló nyomot mutatott (1. fotó). Egy meglepetés, amelyet a szerző pár napja természetesnek tartott volna, egy darab plexisüveg csővel (80 mm átmérővel, 126 mm hosszúsággal, 3 mm falvastagsággal) várta. Ebben a falban a sugárút teljesen láthatatlan. A szerző némi elégedettséggel találkozott ezzel az eredménnyel, mivel pár napja úgy vélte, hogy egy átlátszó anyagban lévő lézersugár nyoma láthatatlan. A már valóságos meglepetés más volt: a lézersugár nem hagyta el ezt a falat. Világos bejárati pont volt jól látható, a cső mindkét vége elég erősen izzott, a falon a csőfal árnyékának sötét íve látszott, de a gerenda nem jött ki a csődarabból. A szerző még a végéből is megpróbált belenézni a csőfalba: nagyon fényes, egyenesen vakító ívet látott - de pontot nem.
A szerző elkezdett más kéznél lévő plexus elemeket keresni. Vonalzót találtak a vágányról (hossza 33 cm, vastagsága 5 mm, a vonalzó élei ferdeek és vastagsága kb. 0,5 mm). Ezt az uralkodót azokban a napokban használták, amikor még voltak rajztáblák. Ebben a sorban a lézersugár pályájának kezdeti darabja jól látható volt, de fokozatosan egyre jobban elkülönült, és a sugár sem jött ki belőle.
Emlékeztessük az olvasót arra, hogy a leírt kísérletek egy 48 cm széles üveg asztallal kezdődtek. Bár a belsejében található sugárút vörösesbarna, a sugár kijön belőle, és ugyanolyan zöld színű, mint a bejáratánál.
Így teljesen különböző átlátszó anyagok vannak. Némelyikben a zöld lézersugár nem látható, másokban látható és normál zöld színű, üvegben a lézersugár nyoma vörösbarnának vagy akár egyenes vonalnak is bizonyulhat, amely váltakozó fényű vörösbarna párhuzamosokból áll. A lézersugár áthaladhat, de lehet, hogy egyáltalán nem hagyja el az anyagot, és az anyag belsejében egy olyan vonalon fordul, amelynek fényereje csökken az élek felé.
Johann Kern, Stuttgart