Odkritje ni izum. Izum je lahko dolgo iskana rešitev problema, ki se pojavlja z uporabo znanih pojavov ali mehanizmov. Odkritje tem in odkritje, da gre za učinek, o katerem nihče ni ničesar vedel in ga zato ni iskal, ni moglo iskati. Iščete lahko le tisto, kar je znano. Kot vse najdbe je tudi odkritje lahko veliko ali majhno. Toda praviloma se odpira ljudem, ki so bolj ali manj pripravljeni, ki lahko takoj razumejo, da to, kar opazijo, ni le zelo radovedno, ampak najverjetneje nekaj povsem neznanega.
Je bilo odkritje električne energije veliko v tistih časih, ko se je o njem le vedelo, da volnena palica privlači koščke papirja? V tej obliki je to odkritje trajalo tisočletja. Nihče v tem ni videl nobene koristi in nihče ne ve imena avtorja ali avtorjev, ki so prvi opazili ta pojav. In zdaj brez elektrike ne moremo narediti koraka. Imena Faraday ali Tesla, ki sta veliko naredila za razvoj našega znanja o električni energiji, so znana skoraj vsem. Vsa odkritja združuje to, da v njih vedno vidimo nekaj nenavadnega in bi radi vedeli za njihov vzrok - tudi takrat, ko nam ne koristi.
Zgornje je le rek. Pri določenem premikanju prizme na podlagi pri delu z laserjem je prizma nenadoma "zabliskala" kot utripa vklopljena žarnica. Učinek seveda ni bil tako močan, a kljub temu je bil dovolj močan, da je zanimal in začel iskati svoj vzrok. Morda je bilo to posledica dejstva, da je laserski žarek padel na notranjo površino stranske ploskve in je odbojna svetloba povzročila, da je celotna prizma "utripala"? A vse se je izkazalo ravno nasprotno. Še en "blisk" je bil opazen, ko se je laserski žarek dotaknil zunanje površine obraza.
Čudno je. Ko laserski žarek pravokotno udari v končno stran, se na tem mestu prikaže precej svetla svetlobna točka. Druga svetla točka se pojavi na mestu, kjer žarek izstopa skozi nasprotni čelni del. Obe svetleči točki od znotraj precej dobro osvetlita vse strani prizme.
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.
Če usmerite žarek tako, da se od znotraj odbija od ene od stranskih ploskev, se prikaže druga svetleča točka, ki osvetljuje robove prizme od znotraj. Toda ta učinek je nepomemben v primerjavi z bliskavico, ki jo dobimo pri osvetlitvi z laserskim žarkom, ki se od zunaj dotika stranskega roba. Hkrati pa z nasprotne strani prizme sploh niso vidne nobene svetle točke, ki bi lahko prizmo osvetlile od znotraj. Toda celotna prizma in še posebej končni deli postanejo razmeroma zelo svetli. Prav tako igra vlogo način, kako se žarek dotakne stranske ploskve. Ko je smer žarka vzdolžna, je učinek najbolj izrazit. Če je smer dotikajočega se žarka pravokotna na ravnino, ki poteka skozi osrednjo os prizme, je učinek skoraj neopazen.
Kako se lahko sicer žarek dotakne prizme? Konci so ostali. In tu je čakalo glavno presenečenje. V tem primeru je bliskavica veliko močnejša kot takrat, ko se žarek dotakne stranske ravnine.
Fotografija 2. Laserski žarek se dotakne sprednjega konca prizme. Smer žarka je skoraj vzporedna s sprednjim koncem, stična točka je skoraj nevidna, vendar je celotna prizma tako rekoč osvetljena od znotraj. Prosimo, upoštevajte: na fotografiji 1 je mesto vstopa žarka v prizmo jasno vidno, vendar sama prizma sveti veliko manj.
Promocijski video:
Smer dotika ni pomembna. Bliskavica je največja - tudi če konci niso polirani in so neprozorni!
Kako razložiti ta pojav? Edino, kar mi pride na misel, je resonanca. Seveda je bila svetloba že nekaj stoletij predstavljena kot val. Že nekaj časa je predstavljen kot prečni valovi. Toda prečni valovi se širijo po smeri nihanja (vzdolž žarka). Ali lahko to razloži močan enakomeren sijaj točno koncev?
Predstavljajte si navaden boben, eno najpreprostejših glasbil. Ima najbolj občutljive cilje. In prav oni najmočneje oddajajo zvočne valove. V tem smislu prozorna prizma spominja na boben. Toda analogija se tu konča. Stran bobna ni občutljiva.
Je bilo kaj takega opaženo? Kdaj svetloba "prodre" čez smer žarkov? Poznam odlomek iz učbenika fizike [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, str. 486] v zvezi s popolno notranjo refleksijo:
»Podrobnejše (natančno?) Opazovanje nam pokaže meje možnosti geometrijske optike. Če za manj gost optični medij vzamemo fluorescentno tekočino, lahko kljub popolni notranji odbojnosti opazimo tanko fluorescentno plast. Majhna količina svetlobe torej prehaja. Toda debelina te plasti je enaka le nekaj valovnim dolžinam; intenzivnost se eksponentno zmanjšuje z oddaljenostjo od meje medija."
Zdi se, da ta prehod govori o določeni količini svetlobe, ki potuje pravokotno na smer žarka. Toda učbenik to razlaga kot kvantno mehanski učinek.
Avtorju se zdi, da se tu dogaja nekaj podobnega. Žarek ne vstopi v prizmo, samo odbija se od njene površine. A kljub temu svetloba nekako "prodre" v prizmo in vse skupaj zažari. Predpostavimo lahko, da svetloba vstopa v prizmo v smeri, ki je približno pravokotna na žarek.
Lahko si predstavljamo, da so v laserskem žarku svetlobne vibracije usmerjene čez žarek v vse smeri. Zato so pri pravokotnem vhodu žarka, kot na fotografiji 1, vse smeri enakovredne in zato je sij koncev nepomemben. Ko se žarek "dotakne", je interakcija bočna, zato lahko prevlada vpliv tistega dela svetlobe, katerega vibracije so usmerjene vzdolž tangente na žarek. Zato se tu prenašajo le prečne vibracije, ki se dotikajo laserskega žarka in sočasno vzporedne z ravnino (ploskvijo) prizme.
Vzbujanje prečnih vibracij do neke mere pojasnjuje celo dejstvo, da mora biti smer stika žarka na stranski ploskvi vzdolžna. Na koncih smer stika žarka ne sme biti pomembna, kot je bilo prikazano v poskusu.
Seveda je to le ugibanje. Novost bi bilo širjenje nihanj po žarku in njihovo zajem celotne prostornine prozornega telesa. Nekakšna interakcija z vsem materialom, ki se ga žarek dotakne samo?
Z močno željo lahko opisani pojav razlagamo preprosto kot sipanje svetlobe. Toda to bi bila potem zelo čudna "razpršenost". Količino sipanja svetlobe, če bi bila vzrok za luminiscenco prizme, bi očitno morali izenačiti z vrednostjo (močjo) luminiscence prizme. Kako potem razložiti, da je velikost tega sipanja veliko manjša, ko gre žarek skozi celotno dolžino prizme znotraj njega, v primerjavi s tem, ko se žarek samo dotakne materiala prizme in sploh ne vstopi vanj? Konec koncev naj bi do razpršitve prišlo ravno pri prehodu skozi prizmo, ob premagovanju upora proti gibanju žarka? Zato se avtorju zdi, da ima odkriti učinek nekaj skupnega s pojavom resonance.
Johann Kern, Stuttgart