V naravi je veliko stvari, prijatelj Horatio,
O čemer naši modreci niso niti sanjali.
Shakespeare. Hamlet (po branju tega članka).
Je naslov članka vreden norega? Prav. A dejstvo je, da so tudi rezultati poskusa vredni domišljije norega. In naslov je povsem skladen z vsebino članka. Poleg tega so bili poskusi narejeni na silvestrovo, kar je skoraj enako kot na božični večer. Torej, če ste članek začeli brati stoje, je bolje, da sedite, če pa sedite, pa se trdno držite stola. Rezultati bodo osupljivi. Verjetno jim ne boste verjeli. No. Samo preveriti jih morate. Testiranje je vedno lažje kot prvi poskus.
Pot laserskega žarka v prizmi
Vse se je začelo bolj ali manj običajno. Avtor članka je skozi prizmo speljal laserski žarek …
Vsi vemo, da je sled svetlobnega žarka v zraku nevidna. Če ne vidimo vira svetlobe in / ali z njim osvetljenega predmeta, lahko le s plesom v zraku svetlečih prašnih delcev ali delcev megle zaznamo prisotnost prehoda svetlobnega žarka. V primeru stekla je primer povsem drugačen. Jasno je vidna sled laserskega žarka, ki gre skozi popolnoma prozorno stekleno prizmo (fotografija 1). Poleg tega ni vidna samo "pot" (odsek ravne črte) žarka, temveč tudi njegov odsev v prizmah.
Promocijski video:
Fotografija 1. Zgornja debela črta znotraj prizme - gre za svetlobno sled laserskega žarka, ki gre skozi konce prizme. Spodaj - to je odsev te sledi v spodnjem delu obraza. Vidi se, da konci prizme svetijo precej močno.
Kaj je tukaj? Navsezadnje znotraj stekla ni prašnih delcev ali delcev megle?
Delci megle (delci vode) s svojo zadostno velikostjo in koncentracijo v zraku dobro odbijajo svetlobo. Zato vidimo meglo in oblake. A ponoči praviloma ne vidimo ne megle ne oblakov. Očitno bistvo tukaj ni le v velikosti vodnih delcev in njihovi koncentraciji, temveč tudi v moči svetlobe. Zato znotraj prizme ne vidimo običajnih svetlobnih žarkov, ki prehajajo skozi prizmo. Laserske žarke lahko vidimo in tako dobro, da za potjo svetlobnega žarka ne vidimo ničesar, ta ne sije skozi.
V najbolj gosti megli še vedno vidimo svojo roko, če je dovolj blizu naših oči. Usmerjenost laserskega žarka (tl) znotraj prizme ima debelino približno 1 milimeter. Toda ta debelina je že dovolj, da se za tem žarkom nič ne vidi. Če pogledamo TL, si težko predstavljamo, da lahko laserski žarek, ki se prebije skozi tako "meglo", v steklu preide veliko centimetrov ali celo metrov.
Zakaj vidimo tll? Očitno iz razloga, ker nekatere komponente steklenih delcev, kot so delci megle, odsevajo del laserske svetlobe. Ti delci se nahajajo zelo gosto, po drugi strani pa zaradi tega procesa ne opazimo oslabitve laserskega žarka.
Poskusili bi lahko izmeriti moč svetlobe, ki jo oddaja del TLL, da bi napovedali, po kateri poti v steklu lahko prevozi laserski žarek, preden se žarek oslabi za polovico. Veliko bolj zanimivo pa bi bilo vedeti velikost delcev, ki tvorijo "meglo" v kozarcu, in iz česa so narejeni.
Trag laserskega žarka v stekleni plošči
Na hodniku mojega sedanjega stanovanja je majhna, ozka miza s stekleno ploščo. Njegova širina je 48 cm, debelina stekla je 8 mm. Steklo je prozorno, brezbarvno. Robovi tega stekla so tako dobro obdelani, da jih je nemogoče zarezati in se zdijo povsem gladki. Seveda pa niso polirani ali polirani, da bi imeli optične lastnosti. Ne zdijo se prozorne.
A izkazalo se je, da to za laserski žarek ni prevelika ovira. Laserski žarek gre skozi te robove in se z ustrezno začetno smerjo lahko premika naprej v steklu, ne da bi se ugasnil. Očitno obstaja svetlobni vodniški učinek.
Tu, na tej mizi, se je skrilo presenečenje, neverjeten svetlobni učinek, ki je veliko bolj neverjeten kot pot laserskega žarka v prizmi.
Vsi poznamo razgradnjo svetlobe s prizmo na barvne komponente. Newton naj bi se prepričal, da je nemogoče doseči dodatno razgradnjo teh barvnih komponent. Zelena lučka ostane zelena, rumena pa ostane rumena. Zato se mi je zdelo, da začetna sled poti zelenega laserskega žarka v steklu očitno ni bila zelena. Poleg tega mu je sledila zelena površina, nato pa spet ne zelena. To dejstvo je bilo treba dokumentirati.
Avtor je moral laser pritrditi, da je osvobodil roke za fotografiranje. Toda ravno tega učinka ni bilo več mogoče doseči. Toda učinek ni bil nič manj neverjeten.
Fotografija 2. Na zgornji fotografiji, približno v središču slike, vidite žarek, ki gre od desne proti levi in za katerega se zdi, da izgine in vstopi v svetlejši zeleni trak. Na sliki je videti kot vrvica z večbarvnimi prameni. Če fotografijo nekoliko povečate, boste opazili, da je eden od "pramenov" rjav. Spodaj (fotografija 3) z daljšo osvetlitvijo je prikazan isti žarek. Lažje ga boste znova videli z nekaj povečave. Eden od "pramenov" tega žarka se vam bo zdel rumen.
Fotografija 3. Zgoraj levo skozi celotno fotografijo odhaja ozek žarek (uokvirjen z zelenimi robovi), ki mu lahko rečemo "zebra", vendar ne črno-bela, ampak bela in rumena. Teoretično bi moral biti ta žarek tudi zelen in seveda iste barve in ne bi posnemal zebre. Zgoraj desno je viden del lesene letve. Pokriva svetlo točko vstopa laserskega žarka v stekleno ploščo. Na fotografiji 2 je ta tir zaradi majhne izpostavljenosti praktično neviden (zdi se popolnoma črn. Viden je le temno zelen rob).
Na žalost kamera vidi nekaj povsem drugega kot tisto, kar vidi oko.
Na fotografijah 2 in 3 80% površine fotografij na levi zaseda steklo (miza mize "steklo"). Če pogledamo sredino spodnjega roba fotografije 2, je videti, kot da je kos debele vrvi, pravzaprav rob stekla. Na fotografiji 3 je na istem mestu nekaj, kar bolj spominja na grob lesen trak - pravzaprav gre za isti rob stekla. Kos "lesene plošče" s temno zelenimi robovi v zgornjem desnem kotu na fotografiji 3 je del lesene letve. Tu se nahaja, da zapre svetlo točko vstopa laserskega žarka v steklo iz leče. Isti predmet je na fotografiji 2 približno na istem mestu in za isti namen, vendar je na fotografiji 2 popolnoma neviden.
Pri obeh posnetkih bi nas moral zanimati ozek svetlobni žarek, ki gre sredi posnetka od desne proti levi od stičišča roba stekla in tirnice.
Prosimo, upoštevajte: začetek tega žarka na obeh posnetkih izgleda kot izmenični paralelogrami ali, če želite, dva večbarvna pramena, zvita skupaj. Na fotografiji 2 so videti zeleno in rjavo, na fotografiji 3 rumeno in belo. Kar zadeva barvo, je slika 2 bolj skladna z resničnostjo. Robovi teh paralelogramov sekajo žarek pod približno kotom 45 stopinj.
Iz slike 2 lahko rečemo, da je ta žarek videti kot vrv, zvita iz rumenih in belih pramenov. Toda to je šele, ko žarek pogledate z ene strani vhoda v steklo. Po drugi strani pa je ta žarek videti popolnoma enako, vendar že zdaj lahko razumete, da to niso zvite pramene. Kjer so na eni strani paralelogramski sklepi, so na drugi strani vzporedne točke paralelograma in obratno. To pomeni, da je na levi in desni premik za polovico paralelograma. Zgoraj se zdi, da je žarek enobarven, kot da je sivo rjav. Na pogled so rumeni paralelogrami bolj verjetno rjavi, a očitno ne zeleni.
Že tu lahko opazimo razlike od teorije: zelena ni več zelena. Toda če sploh lahko pričakujemo spremembo barve žarka, potem le spremembo barve, ki gre čez žarek, kot je to v primeru razgradnje bele svetlobe v prizmi. O kakšnem "žarku" lahko govorimo, ko gre sprememba barve vzdolž žarka? Zdi se, da to v naravi preprosto ne more biti. Ampak tukaj vidite tak čudež Yudo na fotografiji. Spet bi si lahko predstavljali, da sta se dva svežnja zvila v nekakšno vrvico, vendar se svetlobni žarki ne morejo ničesar upogniti in zaviti. Toda tudi tega ni tukaj. Na obeh straneh žarka so vidni izmenični barvni paralelogrami. Povejte mi, kako lahko žarek občasno spremeni svojo barvo vzdolž žarka, če za njim ne predvidevate ozadja, sestavljenega iz trakov, ki se spreminjajo v barvi? Preprosto ne more bititega si je celo nemogoče predstavljati. To je mogoče le narisati. Toda vidimo fotografijo.
Poskus je enostavno ponovljiv (vsaj na tem kozarcu). Če ima kdo težave s ponovitvijo poskusa, pridite k meni, vse skupaj bomo ponovili.
Spreminjanje kota vstopa žarka v rob stekla (v ravnini, vzporedni z ravnino stekla) praktično ne spremeni ničesar. Ko je vstopna točka žarka blizu zgornje ravnine kozarca, se zdi, da je žarek nanj pritisnjen od znotraj, nato pa se zlomi, gre globoko v steklo in nato nadaljuje, postopoma postaja vedno manj svetel. Od spodaj in od zgoraj žarek po prelomu spremljajo svetlo zeleni prameni svetlobe, kot da pritiskajo na površino stekla. Niti sam žarek niti ti prameni ne pridejo ven.
Testiran je bil tudi rdeč laser. Na enak način se v kozarcu pojavi žarek, sestavljen iz paralelogramov izmenične svetlosti. Toda ali pride do spremembe barve, avtor ni mogel razumeti. Uporabljeni so bili laserji z močjo približno 50 milivatov.
Avtor na tej stopnji ne more razložiti rezultatov tega eksperimenta.
Interakcija laserskega žarka s prozornimi materiali
Ko je bil ta članek že napisan, je avtor v svojih rezervnih minutah začel preizkušati vse prosojne materiale, ki so na voljo. Pri steklu so rezultate zlahka ponovili, povsod je bilo mogoče videti stezo poti žarka znotraj stekla, ki je bila podobna rdeče-rjavi barvi.
Nato je avtor preizkusil kos pleksi stekla, ki izvira iz Kitajske. Pokazal je sled, podobno kot sled v prizmi (fotografija 1). Presenečenje, ki bi ga avtor pred nekaj dnevi imel za naravno, ga je čakalo s kosom pleksi steklene cevi (premer 80 mm, dolžina 126 mm, debelina stene 3 mm). V tej steni je pot žarka popolnoma nevidna. Avtor je ta rezultat srečal z nekaj zadovoljstva, saj je pred nekaj dnevi verjel, da je sled laserskega žarka v prozorni snovi nevidna. Presenečenje, že resnično, je bilo drugačno: laserski žarek ni zapustil te stene. Jasno je bila vidna svetla vhodna točka, oba konca cevi sta kar močno žarela, na steni je bil viden temen lok sence s stene cevi, vendar žarek ni prišel iz kosa cevi. Avtor je celo poskušal pogledati notranjost stene cevi od konca: videl je zelo svetel, naravnost zaslepljujoč lok - vendar ne točke.
Avtor je začel iskati druge predmete iz pleksusa, ki so mu pri roki. S tira so našli ravnilo (dolžina 33 cm, debelina 5 mm, robovi ravnila so poševni in imajo debelino približno 0,5 mm). Ta ravnilo so uporabljali v tistih časih, ko so še obstajale risalne deske. V tej črti je bil jasno viden začetni del poti laserskega žarka, vendar je postopoma postajal vse bolj nerazločen in žarek tudi ni izhajal iz njega.
Bralca naj spomnimo, da so se opisani poskusi začeli s stekleno mizo, široko 48 cm, čeprav je pot žarkov v njej rdečkasto rjava, žarek izstopi iz nje in ima enako zeleno barvo kot na vhodu vanj.
Tako obstajajo popolnoma različni prozorni materiali. Pri nekaterih zeleni laserski žarek ni viden, pri drugih je viden in ima normalno zeleno barvo; v steklu se lahko izkaže, da je sled laserskega žarka rdeče-rjava ali celo v obliki ravne črte, sestavljene iz rdeče-rjavih paralelogramov izmenične svetlosti. Laserski žarek lahko prehaja, vendar morda sploh ne bo prišel iz materiala in se znotraj materiala razvil v črti, katere svetlost se bo zmanjšala proti robovom.
Johann Kern, Stuttgart