В природата има много неща, приятелю Хорацио,
Че нашите мъдреци никога не са мечтали.
Шекспир. Хамлет (след като прочетете тази статия).
Заслужава ли заглавието на статията луд? Нали. Но факт е, че резултатите от експеримента също са достойни за фантазията на луд. И заглавието е съвсем в съответствие със съдържанието на статията. Освен това експериментите са правени в навечерието на Нова година, което е почти същото като в навечерието на Коледа. Така че, ако сте започнали да четете статията, докато стоите, по-добре е да седнете, а ако седите, тогава здраво се придържайте към стола. Резултатите ще бъдат зашеметяващи. Вероятно няма да им повярвате. Добре. Просто трябва да ги проверите. Тестването винаги е по-лесно, отколкото експериментирането за първи път.
Път на лазерния лъч в призма
Всичко започна горе-долу обикновено. Авторът на статията е прокарал лазерен лъч през призма …
Всички знаем, че следата от светлинен лъч във въздуха е невидима. Ако не виждаме източника на светлина и / или обекта, осветен от него, тогава само чрез танцуващи във въздуха светещи прахови частици или частици мъгла можем да открием наличието на преминаване на лъч светлина. Случаят е напълно различен при стъклото. Ясно се вижда следата от лазерен лъч, преминаващ през напълно прозрачна стъклена призма (снимка 1). Освен това се вижда не само „траекторията“(отсечка с права линия) на лъча, но и отражението му в призматичните лица.
Промоционално видео:
Снимка 1. Горната дебела линия вътре в призмата - това е светеща следа от лазерен лъч, минаващ през краищата на призмата. Долен - това е отражение на тази следа в долната част на лицето. Вижда се, че краищата на призмата светят доста ярко.
Какво става тук? В крайна сметка вътре в стъклото няма частици прах или мъгла?
Частиците мъгла (частици вода) с техните достатъчни размери и концентрация във въздуха отразяват добре светлината. Затова виждаме мъгла и облаци. Но през нощта, като правило, не виждаме нито мъгла, нито облаци. Очевидно тук става въпрос не само в размера на водните частици и тяхната концентрация, но и в силата на светлината. Следователно не виждаме обикновени лъчи светлина, преминаващи през призмата вътре в призмата. Можем да видим лазерните лъчи и толкова добре, че не виждаме нищо зад траекторията на светлинния лъч, той не прозира.
В най-гъстата мъгла все още можем да видим собствената си ръка, ако тя е достатъчно близо до очите ни. Траекторията на лазерния лъч (tl) вътре в призмата има дебелина около 1 милиметър. Но тази дебелина вече е достатъчна, за да се види нищо зад този лъч. Разглеждайки TL, е трудно да си представим, че лазерен лъч, пробивайки такава „мъгла“, може да премине много сантиметри или дори метри в стъклото.
Защо виждаме tll? Очевидно поради причината, че някои от компонентите на стъклените частици, като частиците мъгла, отразяват част от лазерната светлина. Тези частици са разположени много плътно, но, от друга страна, не забелязваме отслабването на лазерния лъч поради този процес.
Може да се опита да измери мощността на светлината, излъчвана от част от TLL, за да се предскаже по кой път в стъклото може да премине лазерният лъч, преди лъчът да бъде затихнал наполовина. Но би било много по-интересно да се знае размерът на частиците, които образуват "мъглата" в стъклото и от какво са направени.
Следа от лазерен лъч в стъклена плоча
В коридора на настоящия ми апартамент има малка тясна маса със стъклен плот. Ширината му е 48 см, дебелината на стъклото е 8 мм. Стъклото е прозрачно, безцветно. Ръбовете на това стъкло са толкова добре завършени, че е невъзможно да се режат и изглеждат доста гладки. Но, разбира се, те не са полирани или полирани, за да имат оптични качества. Те не изглеждат прозрачни.
Но се оказа, че това не е пречка много за лазерния лъч. Лазерният лъч преминава през тези ръбове и с подходяща начална посока може да се движи по-нататък в стъклото, без да излиза навън. Явно има ефект на светлинен водач.
Именно тук, в този плот на масата, беше скрита изненада, невероятен светлинен ефект, който е много по-невероятен от траекторията на лазерен лъч в призма.
Всички знаем разлагането на светлината от призма на цветни компоненти. Твърди се, че Нютон се е уверил, че е невъзможно да се получи допълнително разлагане на тези цветни компоненти. Зелената светлина остава зелена, а жълтата остава жълта. Затова ми направи впечатление, че първоначалната следа от траекторията на зеления лазерен лъч в стъклото очевидно не беше зелена. Освен това беше последвано от зелена зона и след това отново не зелена. Този факт трябваше да бъде документиран.
Авторът трябваше да прикрепи лазера, за да освободи ръцете си за фотографиране. Но вече не беше възможно да се получи точно този ефект. Но успяхме да получим ефект не по-малко изумителен.
Снимка 2. На снимката по-горе, приблизително в центъра на изображението, виждате лъч, който минава отдясно наляво и който след това сякаш изчезва, навлизайки в по-ярка лента от зелен цвят. На снимката изглежда като шнур с многоцветни нишки. Ако увеличите малко снимката, ще забележите, че една от „нишките“е кафява. Отдолу (снимка 3) с по-дълга експозиция показва същия лъч. Ще ви бъде по-лесно да го видите отново с известно увеличение. Една от „нишките“на този лъч ще ви изглежда жълта.
Снимка 3. Отляво в горната част през цялата снимка тръгва тесен лъч (обрамчен от зелени ръбове), който може да се нарече „зебра“, но не черно-бял, а бял и жълт. Този лъч, на теория, също трябва да е зелен и, разбира се, със същия цвят и да не имитира зебра. Част от дървената летва се вижда горе вдясно. Той покрива светлата точка на влизане на лазерния лъч в стъклената плоча. На снимка 2, поради ниската експозиция, тази релса е практически невидима (изглежда абсолютно черна. Вижда се само тъмнозеленият ръб).
За съжаление камерата изобщо не вижда това, което вижда окото.
На снимки 2 и 3 80% от площта на снимките вляво е заета от стъкло (плота на масата "стъкло"). Идвайки от центъра на долния ръб на снимка 2, това, което прилича на парче дебело въже, всъщност е ръбът на стъклото. На снимка 3 на същото място има нещо, което прилича повече на груба дървена лента - всъщност това е същият ръб на стъклото. Парчето „дървена плоча“с тъмнозелени ръбове в горния десен ъгъл на снимка 3 е част от дървена летва. Той се намира тук, за да затвори ярката точка на влизане на лазерния лъч в стъклото от лещата. Същият обект е на снимка 2 на приблизително същото място и със същата цел, но е абсолютно невидим на снимка 2.
Това, което трябва да ни интересува и при двата изстрела, е тесен светлинен лъч, който преминава в средата на изстрела отдясно наляво от мястото на срещата на ръба на стъклото и релсата.
Моля, обърнете внимание: началото на този лъч и на двете снимки изглежда като редуващи се паралелограми или, ако предпочитате, като две многоцветни нишки, усукани заедно. На снимка 2 приличат на зелено и кафяво, на снимка 3 приличат на жълто и бяло. По отношение на цвета изображение 2 е по-съвместимо с реалността. Ръбовете на тези успоредници пресичат лъча под приблизително ъгъл от 45 градуса.
От снимка 2 можем да кажем, че този лъч изглежда като въже, усукано от жълти и бели нишки. Но това е само когато погледнете лъча от едната страна на входа му към стъклото. От друга страна, този лъч изглежда абсолютно по същия начин, но вече можете да разберете, че това не са усукани нишки. Когато има паралелограмни съединения от едната страна, средните точки на паралелограма са разположени от другата страна и обратно. Тоест отляво и отдясно има изместване от половин паралелограм. Отгоре лъчът изглежда едноцветен, сякаш сиво-кафяв. Жълтите успоредници изглеждат кафяви за окото, но очевидно не са зелени.
Вече тук можем да забележим разликите от теорията: зеленото е престанало да бъде зелено. Но ако изобщо може да се очаква промяна в цвета на лъча, тогава само промяна в цвета, преминаващ през лъча, какъвто е случаят с разлагането на бялата светлина в призма. За какъв „лъч“можем да говорим, когато промяната на цвета върви по лъча? Изглежда, че това в природата просто не може да бъде. Но тук виждате такова чудо Юдо на снимката. Отново бихме могли да си представим, че два снопа са усукани в един вид връв, но светлинните лъчи не могат да се огъват и да увиват нищо. Но дори и това го няма тук. Редуващи се цветни успоредници се виждат от двете страни на лъча. Моля, кажете ми как лъчът може периодично да променя цвета си по лъча, ако не приемате зад него фон, състоящ се от ивици, променящи се в цвета си? Просто не може да бъдетова дори е невъзможно да си представим. Това може да се направи само. Но виждаме снимка.
Експериментът е лесно повторяем (поне на тази чаша). Ако някой има затруднения да повтори експеримента, ела при мен, ще повторим всичко заедно.
Промяната на ъгъла на влизане на лъча в ръба на стъклото (в равнина, успоредна на равнината на стъклото) на практика не променя нищо. Когато точката на влизане на лъча е близо до горната равнина на стъклото, лъчът изглежда притиснат към него отвътре, след това се счупва, навлиза дълбоко в стъклото и след това продължава, като постепенно става все по-малко и по-малко ярък. Отдолу и отгоре лъчът след почивка е придружен от яркозелени нишки светлина, сякаш притискащи повърхността на стъклото. Нито самият лъч, нито тези нишки излизат навън.
Тестван беше и червен лазер. По същия начин в стъклото се появява лъч, състоящ се от паралелограми с променлива яркост. Но дали има промяна в цвета, авторът не успя да разбере. Използвани са лазери с мощност около 50 миливата.
Авторът на този етап не може да обясни резултатите от този експеримент.
Взаимодействие на лазерен лъч с прозрачни материали
Когато тази статия вече е написана, авторът в свободните си минути започва да тества всички прозрачни материали под ръка. При стъклото резултатите се повтаряха лесно, навсякъде беше възможно да се види следата от траекторията на лъча вътре в стъклото, наподобяваща червено-кафяв цвят.
След това авторът тества парче плексиглас, произхождащо от Китай. Той показа следа, подобна на следа в призма (снимка 1). Изненада, която авторът би приел за естествена преди няколко дни, го очакваше с парче тръба от плексиглас (диаметър 80 mm, дължина 126 mm, дебелина на стената 3 mm). В тази стена лъчевият път е напълно невидим. Авторът срещна този резултат с известно удовлетворение, тъй като преди няколко дни вярваше, че следата от лазерен лъч в прозрачно вещество е невидима. Изненадата, вече истинска, беше различна: лазерният лъч не напускаше тази стена. Ясно се виждаше светла входна точка, двата края на тръбата светеха доста ярко, на стената се виждаше тъмна дъга на сянката от стената на тръбата, но лъчът не излизаше от парчето тръба. Авторът дори се опита да погледне вътре в стената на тръбата от края: видя много ярка, направо ослепителна дъга - но не и точка.
Авторът започна да търси други предмети от плексус под ръка. От коловоза е намерена владетел (дължина 33 см, дебелина 5 мм, ръбовете на владетеля са скосени и имат дебелина около 0,5 мм). Този владетел е бил използван по времето, когато все още са съществували дъски за рисуване. В този владетел първоначалното парче от траекторията на лазерния лъч беше ясно видимо, но постепенно то ставаше все по-неясно и лъчът също не излизаше от него.
Нека припомним на читателя, че описаните експерименти са започнали със стъклен плот с ширина 48 см. Въпреки че лъчевата пътека вътре е червеникаво-кафява, лъчът излиза от него и има същия зелен цвят като на входа на него.
По този начин има напълно различни прозрачни материали. При някои от тях зеленият лазерен лъч не се вижда, при някои други е видим и има нормален зелен цвят, в стъклото следата от лазерния лъч може да се окаже червено-кафява или дори под формата на права линия, състояща се от червено-кафяви паралелограми с променлива яркост. Лазерният лъч може да премине, но може изобщо да не излезе от материала, разгъвайки се вътре в материала в линия, чиято яркост намалява към краищата.
Йохан Керн, Щутгарт