El descubrimiento no es una invención. La invención puede ser una solución largamente buscada a un problema planteado utilizando fenómenos o mecanismos conocidos. El descubrimiento de temas y el descubrimiento de que es un efecto del que nadie sabía nada y, por tanto, no buscaba, no podía buscar. Solo puede buscar lo que se conoce. Como todos los hallazgos, un descubrimiento puede ser grande o pequeño. Pero se abre, por regla general, a personas más o menos preparadas, que pueden apreciar de inmediato que lo que observan no solo es muy curioso, sino muy probablemente algo completamente desconocido.
¿Fue grande el descubrimiento de la electricidad en los días en que solo se sabía de ella que un palo de lana atrae trozos de papel? De esta forma, este descubrimiento duró milenios. Nadie vio ningún beneficio en ello y nadie sabe el nombre del autor o los autores que notaron por primera vez este fenómeno. Y ahora no podemos dar un paso sin electricidad. Casi todo el mundo conoce los nombres de Faraday o Tesla, que hicieron mucho para desarrollar nuestro conocimiento de la electricidad. Lo que une a todos los descubrimientos es que siempre vemos algo inusual en ellos y nos gustaría saber su causa, incluso cuando no nos sirve de nada.
Lo anterior es solo un dicho. Cuando se produce algún movimiento del prisma sobre el sustrato mientras se trabaja con el láser, el prisma de repente "destella", como una bombilla encendida. Por supuesto, el efecto no fue tan fuerte, pero, sin embargo, fue lo suficientemente fuerte como para interesarnos y empezar a buscar su causa. ¿Quizás esto se debió al hecho de que el rayo láser cayó sobre la superficie interior de la cara lateral y la luz reflejada hizo que todo el prisma "destellara"? Pero todo resultó ser todo lo contrario. Se notó otro "destello" cuando el rayo láser tocó la superficie exterior de la cara.
Es extraño. Cuando el rayo láser golpea la cara del extremo perpendicularmente, aparece un punto luminoso bastante brillante en este lugar. El segundo punto brillante ocurre en el punto donde el rayo sale por la cara del extremo opuesto. Ambos puntos luminosos iluminan todas las facetas del prisma bastante bien desde el interior.
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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.
Si dirige el rayo para que se refleje desde el interior desde una de las caras laterales, aparece otro punto luminoso que ilumina los bordes del prisma desde el interior. Pero este efecto es insignificante comparado con el flash que se obtiene cuando se ilumina con un rayo láser que toca el borde lateral desde el exterior. Al mismo tiempo, desde el lado opuesto del prisma, ni siquiera se ven puntos brillantes, lo que podría iluminar el prisma desde el interior. Pero todo el prisma y especialmente los extremos se vuelven comparativamente muy brillantes. La forma en que el rayo toca la cara lateral también juega un papel. Cuando la dirección del haz es longitudinal, el efecto es más pronunciado. Si la dirección del rayo de contacto es perpendicular al plano que pasa por el eje central del prisma, el efecto es casi imperceptible.
¿De qué otra forma puede el rayo tocar el prisma? Los extremos permanecieron. Y aquí esperaba la principal sorpresa. En este caso, el destello es mucho más fuerte que cuando el rayo toca el plano lateral.
Foto 2. El rayo láser toca el extremo frontal del prisma. La dirección del haz es casi paralela al extremo frontal, el punto de contacto es casi invisible, pero todo el prisma está, por así decirlo, iluminado desde el interior. Tenga en cuenta: en la foto 1, el lugar donde el rayo entra en el prisma es claramente visible, pero el prisma en sí brilla mucho menos.
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La dirección de contacto no importa. El flash es máximo, ¡incluso cuando los extremos no están lijados y parecen opacos!
¿Cómo explicar este fenómeno? Lo único que me viene a la mente es la resonancia. Por supuesto, durante un par de siglos, la luz se ha representado como una onda. Desde hace algún tiempo se presenta como ondas transversales. Pero las ondas transversales se propagan en la dirección de oscilación (a lo largo del haz). ¿Puede esto explicar el brillo uniforme y brillante de exactamente los extremos?
Imagina un tambor ordinario, uno de los instrumentos musicales más simples. Tiene los fines más sensibles. Y son ellos los que emiten ondas sonoras con más fuerza. En este sentido, el prisma transparente se asemeja a un tambor. Pero la analogía termina ahí. El lado del tambor no es sensible.
¿Se ha observado algo parecido a esto? ¿Cuándo "penetra" la luz en la dirección de los rayos? Conozco un extracto de un libro de texto de física [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, p. 486] relacionado con la reflexión interna total:
“Una observación más detallada (¿cercana?) Nos muestra los límites de las posibilidades de la óptica geométrica. Si tomamos un líquido fluorescente como medio óptico menos denso, entonces, a pesar de la reflexión interna completa, se puede observar una fina capa fluorescente. Por tanto, pasa una pequeña cantidad de luz. Pero el grosor de esta capa es igual a unas pocas longitudes de onda; la intensidad disminuye exponencialmente con la distancia desde el límite de los medios.
Este pasaje parece estar hablando de una cierta cantidad de luz que viaja perpendicular a la dirección del rayo. Pero el libro de texto interpreta esto como un efecto mecánico cuántico.
Al autor le parece que aquí está sucediendo algo similar. El rayo no entra en el prisma, solo se refleja desde su superficie. Pero, sin embargo, la luz de alguna manera "penetra" en el prisma y todo brilla. Se puede suponer que la luz entra en el prisma en una dirección aproximadamente perpendicular al haz.
Uno puede imaginar que en un rayo láser las vibraciones de la luz se dirigen a través del rayo en todas direcciones. Por lo tanto, con una entrada perpendicular del haz, como en la foto 1, todas las direcciones son iguales y, por lo tanto, el brillo de los extremos es insignificante. Cuando el haz "toca" la interacción es lateral, por lo que puede prevalecer la influencia de esa parte de la luz cuyas vibraciones se dirigen a lo largo de la tangente al haz. Por lo tanto, aquí principalmente solo se transmiten vibraciones transversales, tangentes al rayo láser y simultáneamente paralelas al plano (cara) del prisma.
La excitación de las vibraciones transversales explica hasta cierto punto incluso el hecho de que la dirección de contacto del rayo en la cara lateral debe ser longitudinal. En los extremos, la dirección de contacto del rayo no debería importar, como se mostró en el experimento.
Por supuesto, esto es solo una suposición. Lo nuevo aquí sería la propagación de oscilaciones a través del haz y su captura de todo el volumen del cuerpo transparente. ¿Algún tipo de interacción con todo el material que solo toca el rayo?
Con un fuerte deseo, el fenómeno descrito se puede interpretar simplemente como dispersión de luz. Pero entonces sería una "dispersión" muy extraña. La cantidad de luz que se dispersa, si fuera la causa de la luminiscencia del prisma, aparentemente, tendría que equipararse al valor (potencia) de la luminiscencia del prisma. Entonces, ¿cómo se puede explicar que la magnitud de esta dispersión es mucho menor cuando el rayo atraviesa toda la longitud del prisma en su interior, en comparación con cuando el rayo solo toca el material del prisma, sin entrar en él? Después de todo, ¿la dispersión debe ocurrir precisamente al pasar a través del material del prisma, al superar la resistencia al movimiento del rayo? Por tanto, al autor le parece que el efecto descubierto tiene algo en común con el fenómeno de la resonancia.
Johann Kern, Stuttgart
