Il y a beaucoup de choses dans la nature, ami Horatio,
Ce dont nos sages n'ont jamais rêvé.
Shakespeare. Hamlet (après avoir lu cet article).
Le titre de l'article est-il digne d'un fou? Droite. Mais le fait est que les résultats de l'expérience sont également dignes du fantasme d'un fou. Et le titre est tout à fait cohérent avec le contenu de l'article. De plus, les expériences ont été faites la veille du Nouvel An, qui est presque la même que la veille de Noël. Donc, si vous avez commencé à lire l'article debout, il est préférable de vous asseoir et, si vous êtes assis, de vous tenir fermement à la chaise. Les résultats seront époustouflants. Vous ne les croirez probablement pas. Bien. Il vous suffit de les vérifier. Tester est toujours plus facile que de faire une expérience pour la première fois.
Trajet du faisceau laser dans un prisme
Tout a commencé plus ou moins souvent. L'auteur de l'article a fait passer un faisceau laser à travers un prisme …
Nous savons tous que la traînée d'un faisceau lumineux dans l'air est invisible. Si nous ne voyons pas la source lumineuse et / ou l'objet éclairé par elle, alors ce n'est qu'en dansant dans l'air des particules de poussière lumineuses ou des particules de brouillard que nous pouvons détecter la présence du passage d'un rayon de lumière. Le cas est complètement différent dans le cas du verre. La trace d'un faisceau laser traversant un prisme en verre complètement transparent est bien visible (photo 1). De plus, on peut voir non seulement la "trajectoire" (segment de droite) du rayon, mais aussi sa réflexion dans les faces du prisme.
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Photo 1. La ligne épaisse supérieure à l'intérieur du prisme - c'est une trace lumineuse d'un faisceau laser passant par les extrémités du prisme. Abaisser - c'est le reflet de cette trace dans le bas du visage. On peut voir que les extrémités du prisme brillent assez vivement.
Quel est le problème ici? Après tout, il n'y a pas de particules de poussière ou de brouillard à l'intérieur du verre?
Les particules de brouillard (particules d'eau), de taille et de concentration suffisantes dans l'air, réfléchissent bien la lumière. Par conséquent, nous voyons du brouillard et des nuages. Mais la nuit, en règle générale, nous ne voyons ni brouillard ni nuages. Apparemment, le point ici n'est pas seulement dans la taille des particules d'eau et leur concentration, mais aussi dans la force de la lumière. Par conséquent, nous ne voyons pas de rayons de lumière ordinaires passer à travers le prisme à l'intérieur du prisme. On voit bien les faisceaux laser, et si bien qu'on ne voit rien derrière la trajectoire du faisceau lumineux, il ne brille pas à travers.
Dans le brouillard le plus épais, nous pouvons encore voir notre propre main si elle est suffisamment proche de nos yeux. La trajectoire du faisceau laser (tl) à l'intérieur du prisme a une épaisseur d'environ 1 millimètre. Mais cette épaisseur est déjà suffisante pour ne rien voir derrière ce rayon. En regardant le TLL, il est difficile d'imaginer qu'un faisceau laser, traversant un tel "brouillard", puisse traverser le verre sur plusieurs centimètres voire mètres.
Pourquoi voyons-nous tll? Apparemment, pour la raison que certains des composants des particules de verre, comme les particules de brouillard, réfléchissent une partie de la lumière laser. Ces particules sont localisées de manière très dense, mais, en revanche, on ne remarque pas l'affaiblissement du faisceau laser dû à ce processus.
On pourrait essayer de mesurer la puissance de la lumière émise par une section de tll afin de prédire jusqu'où dans le verre le faisceau laser peut parcourir avant que le faisceau ne soit atténué de moitié. Mais il serait beaucoup plus intéressant de connaître la taille des particules qui forment le "brouillard" dans le verre et de quoi elles sont constituées.
Trace de faisceau laser dans une plaque de verre
Il y a une petite table étroite avec un plateau en verre dans le couloir de mon appartement actuel. Sa largeur est de 48 cm, l'épaisseur du verre est de 8 mm. Le verre est transparent, incolore. Les bords de ce verre sont si bien finis qu'il est impossible de couper et semblent assez lisses. Mais, bien sûr, ils ne sont pas polis ou polis pour avoir des qualités optiques. Ils ne semblent pas transparents.
Mais il s'est avéré que ce n'est pas trop un obstacle pour le faisceau laser. Le faisceau laser traverse ces bords et, avec une direction initiale appropriée, peut se déplacer plus loin dans le verre sans sortir. Apparemment, il y a un effet de guide de lumière.
C'est ici, dans ce plateau, qu'une surprise s'est cachée, un effet de lumière incroyable, bien plus incroyable que la trajectoire d'un faisceau laser dans un prisme.
Nous connaissons tous la décomposition de la lumière par un prisme en composantes de couleur. Newton se serait assuré qu'il était impossible d'obtenir une décomposition supplémentaire de ces composants de couleur. La lumière verte reste verte et la lumière jaune reste jaune. Par conséquent, j'ai été frappé de constater que la trace initiale de la trajectoire du faisceau laser vert dans le verre n'était clairement pas verte. De plus, il a été suivi d'une zone verte, puis encore non verte. Ce fait devait être documenté.
L'auteur a dû fixer le laser afin de libérer ses mains pour la photographie. Mais il n'était plus possible d'obtenir cet effet même. Mais nous avons réussi à obtenir un effet non moins étonnant.
Photo 2. Sur la photo ci-dessus, approximativement au centre de l'image, vous voyez un rayon allant de droite à gauche et qui semble alors disparaître, entrant dans une bande plus brillante de couleur verte. Sur la photo, cela ressemble à un cordon avec des brins multicolores. Si vous agrandissez un peu la photo, vous remarquerez que l'un des "brins" est marron. Ci-dessous (photo 3) avec une exposition plus longue montre le même faisceau. Il vous sera plus facile de le revoir avec un peu d'agrandissement. Un des "brins" de ce rayon vous apparaîtra jaune.
Photo 3. À gauche en haut, un faisceau étroit (encadré par des bords verts) traverse toute la photo, que l'on peut appeler un "zèbre", mais pas en noir et blanc, mais en blanc et jaune. Ce rayon, en théorie, devrait également être vert, et bien sûr, de la même couleur, et ne pas imiter un zèbre. Une partie de la latte de bois est visible en haut à droite. Il recouvre le point d'entrée brillant du faisceau laser dans la plaque de verre. Sur la photo 2, en raison de la faible exposition, ce rail est pratiquement invisible (il semble absolument noir. Seul le bord vert foncé est visible).
Malheureusement, la caméra voit quelque chose de très différent de ce que voit l'œil.
Sur les photos 2 et 3, 80% de la surface des photos de gauche est occupée par du verre (le plateau de la table "en verre"). Venant du centre du bord inférieur de la photo 2, ce qui ressemble à un morceau de corde épaisse est en fait le bord du verre. Sur la photo 3, au même endroit se trouve quelque chose qui ressemble plus à une bande de bois brute - en fait, c'est le même bord du verre. Le morceau de "dalle de bois" avec des bords vert foncé dans le coin supérieur droit de la photo 3 fait partie d'une latte en bois. Il est situé ici afin de fermer le point lumineux d'entrée du faisceau laser dans le verre de la lentille. Le même objet se trouve sur la photo 2 à peu près au même endroit et dans le même but, mais il est absolument invisible sur la photo 2.
Ce qui devrait nous intéresser dans les deux plans, c'est un faisceau lumineux étroit qui va au milieu du plan de droite à gauche à partir du point de rencontre du bord du verre et du rail.
Remarque: le début de ce rayon sur les deux plans ressemble à des parallélogrammes alternés ou, si vous préférez, à deux brins multicolores torsadés ensemble. Sur la photo 2, ils ressemblent au vert et au brun, sur la photo 3, ils ressemblent au jaune et au blanc. En termes de couleur, l'image 2 est plus cohérente avec la réalité: les bords de ces parallélogrammes coupent le faisceau à un angle d'environ 45 degrés.
À partir de la photo 2, on peut dire que ce rayon ressemble à une corde torsadée de brins jaunes et blancs. Mais ce n'est que lorsque vous regardez le faisceau d'un côté de son entrée vers le verre. D'un autre côté, ce rayon a exactement le même aspect, mais vous pouvez déjà comprendre qu'il ne s'agit pas de brins torsadés. Lorsqu'il y a des joints de parallélogramme d'un côté, les points médians du parallélogramme sont situés de l'autre côté et vice versa. Autrement dit, à gauche et à droite, il y a un décalage d'un demi-parallélogramme. D'en haut, le faisceau semble être monochromatique, comme s'il était gris-brun. À l'œil nu, les parallélogrammes jaunes apparaissent plutôt bruns, mais clairement pas verts.
Déjà ici, nous pouvons noter les différences avec la théorie: le vert a cessé d'être vert. Mais si on peut s'attendre à un changement de couleur du faisceau, alors seulement un changement de couleur traversant le faisceau, comme c'est le cas avec la décomposition de la lumière blanche dans un prisme. De quel type de «rayon» pouvons-nous parler lorsque le changement de couleur se produit le long du rayon? Il semblerait que cela dans la nature ne peut tout simplement pas être. Mais ici, vous voyez un tel miracle Yudo sur la photo. Encore une fois, on pourrait imaginer que deux faisceaux se tordent en une sorte de ficelle, mais les rayons lumineux ne peuvent pas se plier et s'enrouler autour de quoi que ce soit. Mais même ce n'est pas ici. Des parallélogrammes de couleurs alternées sont visibles des deux côtés du faisceau. Veuillez me dire comment un rayon peut périodiquement changer sa couleur le long du rayon, si vous ne supposez pas derrière lui un fond constitué de rayures changeant de couleur? Ça ne peut juste pas êtrec'est même impossible à imaginer. Cela ne peut être dessiné. Mais nous voyons une photographie.
L'expérience est facilement reproductible (au moins sur ce verre). Si quelqu'un a du mal à répéter l'expérience, venez me voir, nous allons tout répéter ensemble.
Changer l'angle d'entrée du faisceau dans le bord du verre (dans un plan parallèle au plan du verre) ne change pratiquement rien. Lorsque le point d'entrée du rayon est proche du plan supérieur du verre, le rayon semble être pressé contre lui de l'intérieur, puis il se brise, pénètre profondément dans le verre puis continue, devenant progressivement de moins en moins brillant. D'en bas et d'en haut, le faisceau après une pause est accompagné de brins de lumière vert vif, comme s'il se pressait contre la surface du verre. Ni la poutre elle-même ni ces brins ne sortent à l'extérieur.
Un laser rouge a également été testé. De la même manière, un rayon apparaît dans le verre, constitué de parallélogrammes de luminosité alternée. Mais s'il y a un changement de couleur, l'auteur n'a pas pu comprendre. Des lasers d'une puissance d'environ 50 milliwatts ont été utilisés.
L'auteur à ce stade ne peut pas expliquer les résultats de cette expérience.
Interaction d'un faisceau laser avec des matériaux transparents
Lorsque cet article a déjà été écrit, l'auteur dans ses minutes libres a commencé à tester tous les matériaux transparents à portée de main. Avec le verre, les résultats étaient facilement répétés, partout où il était possible de voir la trace de la trajectoire des rayons à l'intérieur du verre, ressemblant à une couleur rouge-brun.
L'auteur a ensuite testé un morceau de plexiglas originaire de Chine. Il a montré une trace semblable à une trace dans un prisme (photo 1). Une surprise, que l'auteur aurait considérée comme naturelle il y a quelques jours, l'attendait avec un morceau de tuyau en plexiglas (diamètre 80 mm, longueur 126 mm, épaisseur de paroi 3 mm). Dans ce mur, le trajet des rayons est complètement invisible. L'auteur a rencontré ce résultat avec une certaine satisfaction, car il y a quelques jours, il pensait que la trace d'un faisceau laser dans une substance transparente était invisible. La surprise, déjà réelle, était différente: le faisceau laser n'a pas quitté ce mur. Un point d'entrée lumineux était clairement visible, les deux extrémités du tuyau brillaient assez fort, un arc sombre de l'ombre de la paroi du tuyau était visible sur le mur, mais le faisceau ne sortait pas du morceau de tuyau. L'auteur a même essayé de regarder à l'intérieur de la paroi du tuyau depuis le bout: il a vu un arc très brillant, carrément aveuglant - mais pas un point.
L'auteur a commencé à chercher d'autres éléments de plexus à portée de main. Une règle a été retrouvée à partir de la piste (longueur 33 cm, épaisseur 5 mm, les bords de la règle sont biseautés et ont une épaisseur d'environ 0,5 mm). Cette règle était utilisée à l'époque où les planches à dessin existaient encore. Dans cette ligne, le morceau initial de la trajectoire du faisceau laser était clairement visible, mais progressivement il est devenu de plus en plus indistinct, et le faisceau n'en sortait pas non plus.
Rappelons au lecteur que les expériences décrites ont commencé avec un plateau en verre de 48 cm de large. Bien que le rayon à l'intérieur soit brun rougeâtre, le rayon en sort et a la même couleur verte qu'à l'entrée.
Ainsi, il existe des matériaux transparents complètement différents. Dans certains d'entre eux, le faisceau laser vert n'est pas visible, dans d'autres il est visible et a une couleur verte normale, dans le verre, le tracé du faisceau laser peut se révéler rouge-brun ou même sous la forme d'une ligne droite constituée de parallélogrammes rouge-brun de luminosité alternée. Le faisceau laser peut passer à travers, mais il ne peut pas du tout quitter le matériau, tournant à l'intérieur du matériau en une ligne dont la luminosité diminue vers les bords.
Johann Kern, Stuttgart