La découverte n'est pas une invention. L'invention peut être une solution longtemps recherchée à un problème posé à l'aide de phénomènes ou de mécanismes connus. La découverte de thèmes et la découverte qu'il s'agit d'un effet dont personne ne savait rien, et donc n'a pas cherché, ne pouvait pas chercher. Vous ne pouvez rechercher que ce qui est connu. Comme toutes les découvertes, une découverte peut être grande ou petite. Mais il s'ouvre, en règle générale, à des personnes plus ou moins préparées, qui peuvent immédiatement apprécier que ce qu'elles observent est non seulement très curieux, mais très probablement quelque chose de complètement inconnu.
La découverte de l'électricité était-elle importante à l'époque où l'on savait seulement qu'un bâton de laine attirait des morceaux de papier? Sous cette forme, cette découverte dura des millénaires. Personne n'y a vu aucun avantage et personne ne connaît le nom de l'auteur ou des auteurs qui ont remarqué ce phénomène en premier. Et maintenant, nous ne pouvons pas faire un pas sans électricité. Les noms de Faraday ou de Tesla, qui ont beaucoup fait pour développer nos connaissances en électricité, sont connus de presque tout le monde. Ce qui unit toutes les découvertes, c'est que nous y voyons toujours quelque chose d'inhabituel et que nous aimerions en connaître la cause - même si cela ne nous est d'aucune utilité.
Ce qui précède n'est qu'un dicton. Avec un certain mouvement du prisme sur le substrat lorsque vous travaillez avec un laser, le prisme a soudainement "flashé" comme une ampoule allumée clignote. Bien sûr, l'effet n'était pas si fort, mais néanmoins assez fort pour intéresser et commencer à chercher sa cause. Peut-être était-ce dû au fait que le faisceau laser tombait sur la surface intérieure de la face latérale et que la lumière réfléchie provoquait un «flash» du prisme entier? Mais tout s'est avéré être le contraire. Un autre "flash" a été remarqué lorsque le faisceau laser a touché la surface externe du visage.
C'est étrange. Lorsque le faisceau laser frappe perpendiculairement la face d'extrémité, un point lumineux plutôt brillant apparaît à cet endroit. Le deuxième point lumineux se produit au point où le faisceau sort par la face d'extrémité opposée. Ces deux points lumineux éclairent assez bien tous les côtés du prisme de l'intérieur.
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.
Si vous dirigez le faisceau de sorte qu'il soit réfléchi de l'intérieur par l'une des faces latérales, un autre point lumineux apparaît, éclairant les bords du prisme de l'intérieur. Mais cet effet est insignifiant par rapport au flash qui est obtenu lorsqu'il est éclairé par un faisceau laser touchant le bord latéral de l'extérieur. Dans le même temps, du côté opposé du prisme, aucun point brillant n'est même visible du tout, ce qui pourrait éclairer le prisme de l'intérieur. Mais l'ensemble du prisme et en particulier les faces d'extrémité deviennent relativement très brillants. La façon dont le rayon touche la face latérale joue également un rôle. Lorsque la direction du faisceau est longitudinale, l'effet est le plus prononcé. Si la direction du rayon touchant est perpendiculaire au plan passant par l'axe central du prisme, l'effet est presque imperceptible.
Sinon, comment le faisceau peut-il toucher le prisme? Les fins sont restées. Et voici la principale surprise attendue. Dans ce cas, le flash est beaucoup plus fort que lorsque le faisceau touche le plan latéral.
Photo 2. Le faisceau laser touche l'extrémité avant du prisme. La direction du faisceau est presque parallèle à l'extrémité avant, le point de contact est presque invisible, mais l'ensemble du prisme est, pour ainsi dire, éclairé de l'intérieur. Remarque: sur la photo 1, l'endroit où le faisceau pénètre dans le prisme est clairement visible, mais le prisme lui-même brille beaucoup moins.
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La direction touchante n'a pas d'importance. Le flash est maximal - même lorsque les extrémités ne sont pas poncées et semblent opaques!
Comment expliquer ce phénomène? La seule chose qui me vient à l'esprit est la résonance. Bien sûr, depuis quelques siècles, la lumière a été représentée comme une onde. Depuis quelque temps, il est présenté comme des ondes transversales. Mais les ondes transversales se propagent dans la direction des vibrations (le long du faisceau). Cela peut-il expliquer la lueur uniforme et brillante des extrémités exactement?
Imaginez un tambour ordinaire, l'un des instruments de musique les plus simples. Il a les fins les plus sensibles. Et ce sont eux qui émettent le plus des ondes sonores. En ce sens, le prisme transparent ressemble à un tambour. Mais l'analogie s'arrête là. Le côté tambour n'est pas sensible.
Quelque chose de ce genre a-t-il été observé? Quand la lumière «pénètre-t-elle» dans la direction des rayons? Je connais un extrait d'un manuel de physique [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, p. 486] concernant la réflexion interne totale:
«Une observation plus détaillée (de près?) Nous montre les limites des possibilités de l'optique géométrique. Si nous prenons un liquide fluorescent comme milieu optique moins dense, alors, malgré la réflexion interne complète, une fine couche fluorescente peut être observée. Une petite quantité de lumière passe donc à travers. Mais l'épaisseur de cette couche n'est égale qu'à quelques longueurs d'onde; l'intensité diminue de façon exponentielle avec la distance de la limite du support."
Ce passage semble parler d'une certaine quantité de lumière voyageant perpendiculairement à la direction du faisceau. Mais le manuel interprète cela comme un effet de mécanique quantique.
Il semble à l'auteur que quelque chose de similaire se passe ici. Le rayon n'entre pas dans le prisme, il ne réfléchit que depuis sa surface. Mais, néanmoins, la lumière "pénètre" en quelque sorte dans le prisme et tout brille. On peut supposer que la lumière pénètre dans le prisme dans une direction approximativement perpendiculaire au faisceau.
On peut imaginer que dans un faisceau laser les vibrations lumineuses sont dirigées à travers le faisceau dans toutes les directions. Par conséquent, avec une entrée perpendiculaire de la poutre, comme sur la photo 1, toutes les directions sont égales et donc la lueur des extrémités est insignifiante. Lorsque le faisceau "touche", l'interaction se produit latéralement, par conséquent, l'influence de cette partie de la lumière, dont les vibrations sont dirigées le long de la tangente au faisceau, peut prévaloir. Par conséquent, ici, principalement, seules des vibrations transversales sont transmises, tangentes au faisceau laser et parallèlement au plan (face) du prisme.
L'excitation des vibrations transversales explique dans une certaine mesure même le fait que la direction de contact du rayon sur la face latérale doit être longitudinale. Aux extrémités, la direction de contact du faisceau ne devrait pas avoir d'importance, comme cela a été montré dans l'expérience.
Bien sûr, ce n'est qu'une supposition. Nouveau ici serait la propagation des oscillations à travers le faisceau et leur capture de tout le volume du corps transparent. Une sorte d'interaction avec tout le matériel que le rayon ne touche que?
Avec un fort désir, le phénomène décrit peut être interprété simplement comme une diffusion de la lumière. Mais ce serait alors une "dispersion" très étrange. La quantité de diffusion de la lumière, si elle était la cause de la luminescence du prisme, apparemment, devrait être assimilée à la magnitude (puissance) de la luminescence du prisme. Comment alors expliquer que l'amplitude de cette diffusion est bien moindre lorsque le rayon traverse toute la longueur du prisme à l'intérieur de celui-ci, comparé au moment où le rayon ne touche que le matériau du prisme, sans y entrer du tout? Après tout, la diffusion doit se produire précisément lors du passage à travers le matériau du prisme, tout en surmontant la résistance au mouvement du faisceau? Par conséquent, il semble à l'auteur que l'effet découvert a quelque chose en commun avec le phénomène de résonance.
Johann Kern, Stuttgart