Hay muchas cosas en la naturaleza, amigo Horacio,
Que nuestros sabios nunca soñaron.
Shakespeare. Hamlet (después de leer este artículo).
¿El título del artículo es digno de un loco? Correcto. Pero el caso es que los resultados del experimento también son dignos de la fantasía de un loco. Y el título es bastante consistente con el contenido del artículo. Además, los experimentos se realizaron en Nochevieja, que es casi igual que en Nochebuena. Entonces, si comenzó a leer el artículo mientras estaba de pie, entonces es mejor sentarse, y si está sentado, agárrese firmemente a la silla. Los resultados serán asombrosos. Probablemente no les creerá. Bien. Solo tienes que comprobarlos. Probar es siempre más fácil que hacer un experimento por primera vez.
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Trayectoria del rayo láser en un prisma
Todo empezó con mayor o menor frecuencia. El autor del artículo pasó un rayo láser a través de un prisma …
Todos sabemos que el rastro de un rayo de luz en el aire es invisible. Si no vemos la fuente de luz y / o el objeto iluminado por ella, entonces solo bailando en el aire partículas de polvo luminoso o partículas de niebla podemos detectar la presencia del paso de un rayo de luz. El caso es completamente diferente para el vidrio. El rastro de un rayo láser que atraviesa un prisma de vidrio completamente transparente es claramente visible (foto 1). Además, no sólo es visible la "trayectoria" (segmento de línea recta) del rayo, sino también su reflejo en las caras del prisma.
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Foto 1. La línea gruesa superior dentro del prisma - es un rastro luminoso de un rayo láser que atraviesa los extremos del prisma. Inferior - esto es un reflejo de este rastro en el borde inferior. Se puede ver que los extremos del prisma brillan con bastante intensidad.
¿Qué pasa aquí? Después de todo, ¿no hay partículas de polvo o partículas de niebla dentro del vidrio?
Las partículas de niebla (partículas de agua), con su tamaño y concentración suficientes en el aire, reflejan bien la luz. Por tanto, vemos niebla y nubes. Pero por la noche, por regla general, no vemos ni niebla ni nubes. Aparentemente, el punto aquí no está solo en el tamaño de las partículas de agua y su concentración, sino también en la fuerza de la luz. Por lo tanto, no vemos rayos de luz ordinarios que atraviesen el prisma dentro del prisma. Podemos ver los rayos láser, y tan bien que no vemos nada detrás de la trayectoria del rayo de luz, no brilla.
En la niebla más espesa, todavía podemos ver nuestra propia mano si está lo suficientemente cerca de nuestros ojos. La trayectoria del rayo láser (tl) dentro del prisma tiene un grosor de aproximadamente 1 milímetro. Pero este grosor ya es suficiente para no ver nada detrás de este rayo. Mirando el TL, es difícil imaginar que un rayo láser, atravesando tal "niebla", pueda pasar muchos centímetros o incluso metros en el cristal.
¿Por qué vemos tll? Aparentemente, por la razón de que algunos de los componentes de las partículas de vidrio, como las partículas de niebla, reflejan parte de la luz láser. Estas partículas están ubicadas muy densamente, pero, por otro lado, no notamos el debilitamiento del rayo láser como resultado de este proceso.
Se podría intentar medir la potencia de la luz emitida por una sección de tll para predecir qué tan lejos en el vidrio puede viajar el rayo láser antes de que se atenúe a la mitad. Pero sería mucho más interesante conocer el tamaño de las partículas que forman la "niebla" en el vidrio y de qué están hechas.
Traza de rayo láser en una placa de vidrio
En el pasillo de mi apartamento actual hay una pequeña mesa estrecha con una tapa de cristal. Su ancho es de 48 cm, el espesor del vidrio es de 8 mm. El vidrio es transparente, incoloro. Los bordes de este vidrio están tan bien terminados que es imposible cortarlos y parecen bastante lisos. Pero, por supuesto, no están pulidos ni pulidos para tener cualidades ópticas. No parecen transparentes.
Pero resultó que esto no es un gran obstáculo para el rayo láser. El rayo láser atraviesa estos bordes y, con una dirección inicial adecuada, puede avanzar más en el vidrio sin salir. Aparentemente, hay un efecto de guía de luz.
Fue aquí, en este tablero, donde se escondió una sorpresa, un efecto de luz increíble, que es mucho más increíble que la trayectoria de un rayo láser en un prisma.
Todos conocemos la descomposición de la luz por un prisma en componentes de color. Newton supuestamente se aseguró de que fuera imposible obtener una descomposición adicional de estos componentes de color. La luz verde permanece verde y la luz amarilla permanece amarilla. Por lo tanto, me llamó la atención que el rastro inicial de la trayectoria del rayo láser verde en el vidrio claramente no era verde. Además, fue seguida por un área verde, y luego nuevamente no verde. Este hecho tuvo que ser documentado.
El autor tuvo que colocar el láser para liberar las manos para fotografiar. Pero ya no fue posible obtener este mismo efecto. Pero el efecto no fue menos sorprendente.
Foto 2. En la foto de arriba, aproximadamente en el centro de la imagen, ves un rayo que va de derecha a izquierda y que luego parece desaparecer, entrando en una franja más brillante de color verde. En la imagen, parece un cordón con hebras multicolores. Si amplía un poco la foto, notará que una de las "hebras" es marrón. Abajo (foto 3) con una exposición más larga se muestra el mismo rayo. Te resultará más fácil volver a verlo con algunos aumentos. Uno de los "hilos" de este rayo te parecerá amarillo.
Foto 3. En la parte superior izquierda, un rayo estrecho (enmarcado por bordes verdes) atraviesa toda la foto, que se puede llamar una "cebra", pero no en blanco y negro, sino en blanco y amarillo. Este rayo, en teoría, también debería ser verde y, por supuesto, del mismo color, y no imitar a una cebra. Parte del listón de madera se ve en la parte superior derecha. Cubre el punto brillante de entrada del rayo láser en la placa de vidrio. En la foto 2, debido a la baja exposición, este riel es prácticamente invisible (parece absolutamente negro. Solo se ve el borde verde oscuro).
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Desafortunadamente, la cámara no ve en absoluto lo que ve el ojo.
En las fotos 2 y 3 el 80% del área de las fotos de la izquierda está ocupada por vidrio (el tablero de la mesa de "vidrio"). Viniendo del centro del borde inferior de la foto 2, lo que parece un trozo de cuerda gruesa es en realidad el borde del vidrio. En la foto 3, en el mismo lugar hay algo que se parece más a una tira de madera rugosa; de hecho, es el mismo borde del vidrio. La pieza de "losa de madera" con bordes verde oscuro en la esquina superior derecha en la foto 3 es parte de un listón de madera. Se encuentra aquí para cerrar el punto de entrada brillante del rayo láser en el vidrio de la lente. El mismo objeto está en la foto 2 aproximadamente en el mismo lugar y con el mismo propósito, pero es absolutamente invisible en la foto 2.
Lo que debería interesarnos en ambas tomas es un haz de luz estrecho que va en el medio de la toma de derecha a izquierda desde donde se encuentran el borde del vidrio y el riel.
Tenga en cuenta: el comienzo de este rayo en ambas tomas parece paralelogramos alternos o, si lo prefiere, dos hebras multicolores trenzadas juntas. En la foto 2 parecen verdes y marrones, en la foto 3 parecen amarillos y blancos. En términos de color, la imagen 2 es más consistente con la realidad: los bordes de estos paralelogramos se cruzan con el haz en un ángulo de aproximadamente 45 grados.
De la imagen 2, podemos decir que este rayo parece una cuerda trenzada de hilos amarillos y blancos. Pero esto es solo cuando miras la viga desde un lado de su entrada al vidrio. Por otro lado, este rayo se ve exactamente igual, pero ya puedes comprender que no son hebras retorcidas. Donde hay uniones de paralelogramo en un lado, los puntos medios de paralelogramo están ubicados en el otro lado y viceversa. Es decir, a la izquierda y a la derecha, hay un desplazamiento de medio paralelogramo. Desde arriba, el rayo parece monocromático, como gris-marrón. A la vista, los paralelogramos amarillos parecen bastante marrones, pero claramente no verdes.
Ya aquí podemos notar las diferencias con la teoría: el verde ha dejado de ser verde. Pero si se puede esperar un cambio en el color del rayo, entonces solo un cambio en el color que atraviesa el rayo, como es el caso de la descomposición de la luz blanca en un prisma. ¿De qué tipo de "rayo" podemos hablar cuando el cambio de color va a lo largo del rayo? Parecería que esto en la naturaleza simplemente no puede ser. Pero aquí ves tal milagro Yudo en la foto. Una vez más, uno podría imaginar que dos paquetes se enroscan en una especie de cuerda, pero los rayos de luz no pueden doblarse ni envolver nada. Pero incluso eso no está aquí. Los paralelogramos de colores alternos son visibles a ambos lados de la viga. Por favor, dígame cómo un rayo puede cambiar periódicamente su color a lo largo del rayo, si no asume detrás de él un fondo que consiste en rayas que cambian de color. Simplemente no puede seresto es incluso imposible de imaginar. Esto solo se puede dibujar. Pero vemos una fotografía.
El experimento es fácilmente repetible (al menos en este vaso). Si alguien tiene dificultades para repetir el experimento, ven a mí, lo repetiremos todo juntos.
Cambiar el ángulo de entrada del haz en el borde del vidrio (en un plano paralelo al plano del vidrio) prácticamente no cambia nada. Cuando el punto de entrada del rayo está cerca del plano superior del vidrio, el rayo parece estar presionado contra él desde el interior, luego se rompe, penetra profundamente en el vidrio y luego continúa, volviéndose cada vez menos brillante. Desde abajo y desde arriba, el rayo después de la rotura se acompaña de hebras de luz verde brillante, como si presionaran contra la superficie del vidrio. Ni la viga en sí ni estos hilos salen al exterior.
También se probó un láser rojo. De la misma forma, aparece un rayo en el cristal, formado por paralelogramos de brillo alterno. Pero si hay un cambio de color, el autor no pudo entender. Se utilizaron láseres con una potencia de aproximadamente 50 milivatios.
El autor en esta etapa no puede explicar los resultados de este experimento.
Interacción de un rayo láser con materiales transparentes
Cuando este artículo ya estaba escrito, el autor, en sus momentos libres, comenzó a probar todos los materiales transparentes que tenía a mano. Con el vidrio, los resultados se repitieron fácilmente, en todas partes era posible ver el rastro de la trayectoria del rayo dentro del vidrio, que se asemeja a un color marrón rojizo.
Luego, el autor probó una pieza de plexiglás originaria de China. Mostró un rastro similar a un rastro en un prisma (foto 1). Una sorpresa, que el autor habría considerado natural hace un par de días, le esperaba con un trozo de tubo de plexiglás (diámetro 80 mm, largo 126 mm, espesor de pared 3 mm). En esta pared, la trayectoria del rayo es completamente invisible. El autor se encontró con este resultado con cierta satisfacción, ya que hace un par de días creía que el rastro de un rayo láser en una sustancia transparente es invisible. La sorpresa, ya real, fue diferente: el rayo láser no salió de esta pared. Un punto de entrada brillante era claramente visible, ambos extremos de la tubería brillaban con bastante intensidad, un arco oscuro de la sombra de la pared de la tubería era visible en la pared, pero la viga no salía del trozo de tubería. El autor incluso trató de mirar dentro de la pared de la tubería desde el extremo: vio un arco muy brillante y absolutamente cegador, pero no un punto.
El autor comenzó a buscar otros elementos del plexo a mano. Se encontró una regla en la pista (longitud 33 cm, grosor 5 mm, los bordes de la regla están biselados y tienen un grosor de aproximadamente 0,5 mm). Esta regla se usó en los días en que todavía existían los tableros de dibujo. En esta línea, la parte inicial de la trayectoria del rayo láser era claramente visible, pero gradualmente se volvió cada vez más indistinta, y el rayo tampoco salió de ella.
Recordemos al lector que los experimentos descritos comenzaron con un tablero de vidrio de 48 cm de ancho, aunque el rastro de rayos en su interior es de color marrón rojizo, el rayo sale de él y tiene el mismo color verde que en la entrada.
Por tanto, existen materiales transparentes completamente diferentes. En algunos de ellos, el rayo láser verde no es visible, en otros es visible y tiene un color verde normal, en el vidrio el trazo del rayo láser puede resultar ser marrón rojizo o incluso en forma de una línea recta formada por paralelogramos marrón rojizo de brillo alterno. El rayo láser puede atravesar, pero es posible que no salga del material en absoluto, desplegándose dentro del material en una línea, cuyo brillo disminuye hacia los bordes.
Johann Kern, Stuttgart
