Otkriće nije izum. Izum može biti dugo traženo rješenje problema postavljenog upotrebom poznatih pojava ili mehanizama. Otkrivanje tema i otkriće da je to učinak o kojem nitko ništa nije znao, pa stoga i nije tražio, nije mogao tražiti. Možete tražiti samo ono što je poznato. Kao i svi nalazi, otkriće može biti veliko ili malo. Ali otvara se, u pravilu, osobama manje ili više pripremljenim, koje odmah mogu shvatiti da je ono što opažaju ne samo vrlo znatiželjno, već najvjerojatnije nešto potpuno nepoznato.
Je li otkriće električne energije bilo veliko u doba kad se samo znalo da vuneni štap privlači papiriće? U ovom je obliku ovo otkriće trajalo tisućljećima. Nitko u tome nije vidio nikakve koristi i nitko ne zna ime autora ili autora koji su prvi primijetili ovu pojavu. A sada, bez struje, ne možemo napraviti korak. Imena Faradaya ili Tesle, koji su puno učinili da razviju naše znanje o električnoj energiji, poznata su gotovo svima. Ono što objedinjuje sva otkrića je da u njima uvijek vidimo nešto neobično i željeli bismo znati njihov uzrok - čak i kad nam to ne koristi.
Gore navedeno je samo izreka. Nekim pomicanjem prizme na podlozi pri radu s laserom, prizma je odjednom "bljesnula" poput bljeska uključene žarulje. Naravno, učinak nije bio toliko jak, ali, ipak, bio je dovoljno jak da zainteresira i počne tražiti njegov uzrok. Možda je to bilo zbog činjenice da je laserska zraka pala na unutarnju površinu bočne strane, a reflektirana svjetlost uzrokovala je "bljeskanje" cijele prizme? No, sve se pokazalo suprotno. Još jedan "bljesak" primijećen je kada je laserska zraka dodirnula vanjsku površinu lica.
Čudno je. Kad laserska zraka udara okomito na krajnju površinu, na ovom se mjestu pojavi prilično svijetla svjetleća točka. Druga svijetla točka događa se na mjestu gdje snop izlazi kroz suprotnu krajnju površinu. Obje ove svjetleće točke iznutra prilično dobro osvjetljavaju sve strane prizme.
Fotografija 1. Gornja debela crta unutar prizme - to je svijetli trag laserske zrake koja prolazi krajevima prizme. Donji - ovo je odraz ovog traga na donjem licu. Vidi se da krajevi prizme svijetle prilično sjajno.
Ako snop usmjerite tako da se reflektira iznutra s jedne od bočnih strana, tada se pojavljuje druga svjetleća točka koja osvjetljava rubove prizme iznutra. Ali ovaj je učinak beznačajan u usporedbi s bljeskalicom koja se dobiva kad se osvijetli laserskom zrakom koja izvana dodiruje bočni rub. Istodobno, sa suprotne strane prizme uopće nisu vidljive niti svijetle točke koje bi mogle osvijetliti prizmu iznutra. Ali cijela prizma, a posebno prednja strana postaju razmjerno vrlo svijetla. Način na koji zraka dodiruje bočno lice također igra ulogu. Kad je smjer snopa uzdužan, učinak je najizraženiji. Ako je smjer dodirujuće zrake okomit na ravninu koja prolazi kroz središnju os prizme, učinak je gotovo neprimjetan.
Kako inače zraka može dodirnuti prizmu? Krajevi su ostali. I ovdje se čekalo glavno iznenađenje. U ovom je slučaju bljeskalica mnogo jača nego kad snop dodiruje bočnu ravninu.
Fotografija 2. Laserska zraka dodiruje prednji kraj prizme. Smjer snopa gotovo je paralelan prednjem kraju, dodirna točka je gotovo nevidljiva, ali cijela prizma je, takoreći, osvijetljena iznutra. Napomena: na fotografiji 1, mjesto ulaska snopa u prizmu je jasno vidljivo, ali sama prizma svijetli puno manje.
Promotivni video:
Smjer dodira nije važan. Bljeskalica je maksimalna - čak i kad krajevi nisu polirani i izgledaju neprozirno!
Kako objasniti ovaj fenomen? Jedino što mi padne na pamet je rezonancija. Naravno, već nekoliko stoljeća svjetlost je predstavljena kao val. Već neko vrijeme predstavlja se kao poprečni valovi. Ali poprečni valovi šire se u smjeru vibracija (duž snopa). Može li to objasniti sjajni jednoliki sjaj točno krajeva?
Zamislite obični bubanj, jedan od najjednostavnijih glazbenih instrumenata. Ima najosjetljivije krajeve. I upravo oni najsnažnije emitiraju zvučne valove. U tom smislu prozirna prizma podsjeća na bubanj. Ali tu analogija završava. Stranica bubnja nije osjetljiva.
Je li primijećeno nešto slično? Kada svjetlost "prodire" preko smjera zraka? Znam odlomak iz udžbenika fizike [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, str. 486] vezano za ukupnu unutarnju refleksiju:
“Detaljnije (blisko?) Promatranje pokazuje nam granice mogućnosti geometrijske optike. Ako fluorescentnu tekućinu uzmemo kao manje gusti optički medij, tada se, unatoč punoj unutarnjoj refleksiji, može uočiti tanki fluorescentni sloj. Mala količina svjetlosti, dakle, prolazi. Ali debljina ovog sloja jednaka je samo nekoliko valnih duljina; intenzitet se eksponencijalno smanjuje s udaljenošću od granice medija."
Čini se da ovaj odlomak govori o određenoj količini svjetlosti koja putuje okomito na smjer snopa. Ali udžbenik to tumači kao kvantno-mehanički učinak.
Autorici se čini da se ovdje događa nešto slično. Zraka ne ulazi u prizmu, ona se samo odbija od njene površine. Ali, unatoč tome, svjetlost nekako "prodire" u prizmu i sve to sjaji. Može se pretpostaviti da svjetlost ulazi u prizmu u smjeru približno okomitom na snop.
Može se zamisliti da su u laserskoj zraci svjetlosne vibracije usmjerene preko zraka u svim smjerovima. Stoga su s okomitim ulazom snopa, kao na fotografiji 1, svi smjerovi jednaki i stoga je sjaj krajeva beznačajan. Kada se snop "dotakne" dolazi do bočne interakcije, stoga može prevladati utjecaj onog dijela svjetlosti, čije su vibracije usmjerene duž tangente na snop. Stoga se ovdje uglavnom prenose samo poprečne vibracije, tangente na lasersku zraku i istovremeno paralelne ravnini (plohi) prizme.
Pobuda poprečnih vibracija objašnjava donekle čak i činjenicu da bi smjer dodira zrake na bočnoj površini trebao biti uzdužni. Na krajevima smjer dodira zrake ne bi trebao biti važan, kao što je prikazano u eksperimentu.
Naravno, ovo je samo nagađanje. Novo bi ovdje bilo širenje oscilacija po zraci i njihovo hvatanje cijelog volumena prozirnog tijela. Neka vrsta interakcije sa svim materijalom kojeg zraka samo dotiče?
Uz snažnu želju, opisani fenomen može se protumačiti jednostavno kao rasipanje svjetlosti. Ali to bi onda bila vrlo čudna "disperzija". Količina raspršenja svjetlosti, da je uzrok luminiscencije prizme, očito bi se morala izjednačiti s vrijednošću (snagom) luminiscencije prizme. Kako onda objasniti da je veličina ovog raspršenja mnogo manja kad snop prolazi cijelom dužinom prizme unutar nje, u usporedbi s tim da snop dodiruje samo materijal prizme, a da u nju uopće ne ulazi? Napokon, raspršenje bi se trebalo dogoditi upravo pri prolasku kroz materijal prizme, pri prevladavanju otpora kretanju zrake? Stoga se autorici čini da otkriveni učinak ima nešto zajedničko s fenomenom rezonancije.
Johann Kern, Stuttgart
