Ontdekking is geen uitvinding. De uitvinding kan een lang gezochte oplossing zijn voor een probleem dat zich voordoet met behulp van bekende verschijnselen of mechanismen. De ontdekking van thema's en de ontdekking dat het een effect is waar niemand iets van af wist, en dus niet zocht, kon niet zoeken. U kunt alleen zoeken naar wat bekend is. Zoals alle vondsten kan een ontdekking groot of klein zijn. Maar het opent in de regel voor min of meer voorbereide personen, die onmiddellijk kunnen inzien dat wat ze waarnemen niet alleen heel nieuwsgierig is, maar hoogstwaarschijnlijk iets totaal onbekends.
Was de ontdekking van elektriciteit groot in de tijd dat alleen bekend was dat een wollen stok stukjes papier aantrekt? In deze vorm duurde deze ontdekking millennia. Niemand zag er enig voordeel in en niemand kent de naam van de auteur of auteurs die dit fenomeen voor het eerst hebben opgemerkt. En nu, zonder elektriciteit, kunnen we geen stap zetten. De namen van Faraday of Tesla, die veel hebben gedaan om onze kennis van elektriciteit te ontwikkelen, zijn bij bijna iedereen bekend. Wat alle ontdekkingen verenigt, is dat we er altijd iets ongewoons in zien en de oorzaak ervan willen weten - ook als we er niets aan hebben.
Het bovenstaande is slechts een gezegde. Met enige beweging van het prisma op het substraat bij het werken met een laser, "flitste" het prisma plotseling zoals een ingeschakelde gloeilamp knippert. Het effect was natuurlijk niet zo sterk, maar niettemin sterk genoeg om interesse te tonen en op zoek te gaan naar de oorzaak ervan. Misschien was dit te wijten aan het feit dat de laserstraal op het binnenoppervlak van de zijkant viel en het gereflecteerde licht ervoor zorgde dat het hele prisma "flitste"? Maar alles bleek het tegenovergestelde te zijn. Een andere "flits" werd opgemerkt toen de laserstraal het buitenoppervlak van het gezicht raakte.
Het is raar. Wanneer de laserstraal loodrecht op het eindvlak valt, verschijnt op deze plaats een vrij helder lichtpunt. Het tweede heldere punt treedt op op het punt waar de straal door het tegenoverliggende eindvlak naar buiten komt. Beide lichtgevende punten verlichten alle facetten van het prisma van binnenuit goed.
Foto 1. De bovenste dikke lijn in het prisma - het is een lichtgevend spoor van een laserstraal die door de uiteinden van het prisma gaat. Verlaag - dit is een weerspiegeling van dit spoor in de onderrand. Het is te zien dat de uiteinden van het prisma vrij helder gloeien.
Als u de straal zo richt dat deze van binnenuit wordt gereflecteerd vanaf een van de zijvlakken, verschijnt een ander lichtpunt dat de randen van het prisma van binnenuit verlicht. Maar dit effect is onbeduidend in vergelijking met de flits die wordt verkregen wanneer deze wordt belicht met een laserstraal die de zijrand van buitenaf raakt. Tegelijkertijd zijn er vanaf de andere kant van het prisma helemaal geen heldere punten zichtbaar die het prisma van binnenuit zouden kunnen verlichten. Maar het hele prisma en vooral de eindvlakken worden relatief erg helder. De manier waarop de straal het zijvlak raakt, speelt ook een rol. Wanneer de richting van de bundel longitudinaal is, is het effect het meest uitgesproken. Als de richting van de aanrakingsstraal loodrecht staat op het vlak dat door de centrale as van het prisma gaat, is het effect bijna onmerkbaar.
Hoe kan de straal anders het prisma raken? De uiteinden bleven. En hier wachtte de belangrijkste verrassing. In dit geval is de flits veel sterker dan wanneer de straal het laterale vlak raakt.
Foto 2. De laserstraal raakt de voorkant van het prisma. De richting van de bundel is nagenoeg evenwijdig aan de voorkant, het contactpunt is bijna onzichtbaar, maar het hele prisma wordt als het ware van binnenuit verlicht. Let op: op foto 1 is de plaats waar de straal het prisma binnenkomt duidelijk zichtbaar, maar het prisma zelf schijnt veel minder.
Promotie video:
De aanrakende richting doet er niet toe. De flits is maximaal - zelfs als de uiteinden niet zijn geschuurd en ondoorzichtig lijken!
Hoe dit fenomeen te verklaren? Het enige dat in je opkomt is resonantie. Natuurlijk wordt licht gedurende een paar eeuwen voorgesteld als een golf. Het wordt al een tijdje gepresenteerd als transversale golven. Maar transversale golven planten zich voort in de trillingsrichting (langs de straal). Kan dit de heldere uniforme gloed van precies de uiteinden verklaren?
Stel je een gewone trommel voor, een van de eenvoudigste muziekinstrumenten. Hij heeft de meest gevoelige doelen. En zij zijn het die het sterkst geluidsgolven uitzenden. In die zin lijkt het transparante prisma op een trommel. Maar daar houdt de analogie op. De trommelzijde is niet gevoelig.
Is zoiets waargenomen? Wanneer "dringt" licht door in de richting van de stralen? Ik ken een fragment uit een natuurkundeboek [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlijn Heidekberg, 1995, p. 486] gerelateerd aan totale interne reflectie:
“Een meer gedetailleerde (close?) Observatie toont ons de grenzen van de mogelijkheden van geometrische optica. Als we een fluorescerende vloeistof als een minder dicht optisch medium nemen, kan ondanks de volledige interne reflectie een dunne fluorescerende laag worden waargenomen. Er valt dus een kleine hoeveelheid licht door. Maar de dikte van deze laag is slechts gelijk aan enkele golflengten; de intensiteit neemt exponentieel af met de afstand tot de mediagrens."
Deze passage lijkt te spreken over een bepaalde hoeveelheid licht die loodrecht op de richting van de straal beweegt. Maar het leerboek interpreteert dit als een kwantummechanisch effect.
Het lijkt de auteur dat hier iets soortgelijks gebeurt. De straal komt het prisma niet binnen, hij reflecteert alleen vanaf het oppervlak. Maar toch 'dringt' het licht op de een of andere manier door het prisma en gloeit het allemaal. Aangenomen kan worden dat het licht het prisma binnenkomt in een richting ongeveer loodrecht op de bundel.
Men kan zich voorstellen dat in een laserstraal de lichttrillingen in alle richtingen over de straal worden gericht. Daarom zijn bij een loodrechte ingang van de balk, zoals op foto 1, alle richtingen gelijk en daarom is de gloed van de uiteinden onbeduidend. Wanneer de straal "raakt", vindt de interactie lateraal plaats, daarom kan de invloed van dat deel van het licht, waarvan de trillingen langs de raaklijn aan de straal zijn gericht, de overhand hebben. Daarom worden hier hoofdzakelijk alleen dwarstrillingen overgedragen, rakend aan de laserstraal en gelijktijdig parallel aan het vlak (vlak) van het prisma.
De excitatie van dwarstrillingen verklaart tot op zekere hoogte zelfs het feit dat de contactrichting van de balk op het zijvlak longitudinaal moet zijn. Aan de uiteinden zou de contactrichting van de straal er niet toe doen, zoals werd aangetoond in het experiment.
Dit is natuurlijk maar een gok. Nieuw hier zou de voortplanting van oscillaties over de bundel zijn en hun vangst van het volledige volume van het transparante lichaam. Een soort interactie met al het materiaal dat de straal alleen aanraakt?
Met een sterk verlangen kan het beschreven fenomeen eenvoudig worden geïnterpreteerd als lichtverstrooiing. Maar het zou dan een heel vreemde "verstrooiing" zijn. De hoeveelheid lichtverstrooiing, als dit de oorzaak zou zijn van de luminescentie van het prisma, zou blijkbaar gelijk moeten worden gesteld aan de grootte (kracht) van de luminescentie van het prisma. Hoe kan men dan verklaren dat de omvang van deze verstrooiing veel minder is wanneer de straal door de gehele lengte van het prisma erin gaat, vergeleken met wanneer de straal alleen het materiaal van het prisma raakt en er helemaal niet in komt? Verstrooiing moet immers precies plaatsvinden bij het passeren door het materiaal van het prisma, bij het overwinnen van de weerstand tegen de beweging van de straal? Daarom lijkt het de auteur dat het ontdekte effect iets gemeen heeft met het fenomeen resonantie.
Johann Kern, Stuttgart
