Entdeckung ist keine Erfindung. Die Erfindung kann eine lang ersehnte Lösung für ein Problem sein, das unter Verwendung bekannter Phänomene oder Mechanismen gestellt wird. Die Entdeckung von Themen und die Entdeckung, dass es sich um einen Effekt handelt, von dem niemand etwas wusste und daher nicht suchte, konnte nicht suchen. Sie können nur nach dem suchen, was bekannt ist. Wie alle Funde kann eine Entdeckung groß oder klein sein. Aber es öffnet sich in der Regel mehr oder weniger vorbereiteten Personen, die sofort erkennen können, dass das, was sie beobachten, nicht nur sehr neugierig ist, sondern höchstwahrscheinlich etwas völlig Unbekanntes.
War die Entdeckung der Elektrizität in jenen Tagen groß, als nur bekannt war, dass ein Wollstab Papierstücke anzieht? In dieser Form dauerte diese Entdeckung Jahrtausende. Niemand sah einen Nutzen darin und niemand kennt den Namen des Autors oder der Autoren, die dieses Phänomen zuerst bemerkt haben. Und jetzt können wir ohne Strom keinen Schritt machen. Die Namen von Faraday oder Tesla, die viel zur Entwicklung unseres Elektrizitätswissens beigetragen haben, sind fast jedem bekannt. Was alle Entdeckungen vereint, ist, dass wir immer etwas Ungewöhnliches in ihnen sehen und dessen Ursache wissen möchten - auch wenn es für uns keinen Nutzen hat.
Das Obige ist nur ein Sprichwort. Bei einer gewissen Bewegung des Prismas auf dem Substrat bei der Arbeit mit einem Laser "blitzte" das Prisma plötzlich wie eine eingeschaltete Glühbirne. Natürlich war die Wirkung nicht so stark, aber dennoch stark genug, um sich für die Ursache zu interessieren und nach ihr zu suchen. Vielleicht lag dies daran, dass der Laserstrahl auf die Innenfläche der Seitenfläche fiel und das reflektierte Licht das gesamte Prisma "blitzen" ließ? Aber alles stellte sich als das Gegenteil heraus. Ein weiterer "Blitz" wurde bemerkt, als der Laserstrahl die äußere Oberfläche des Gesichts berührte.
Es ist komisch. Wenn der Laserstrahl senkrecht auf die Endfläche trifft, erscheint an dieser Stelle ein ziemlich heller Lichtpunkt. Der zweite helle Punkt tritt an dem Punkt auf, an dem der Strahl durch die gegenüberliegende Endfläche austritt. Beide Lichtpunkte beleuchten alle Facetten des Prismas von innen recht gut.
Foto 1. Die obere dicke Linie innerhalb des Prismas - Es ist eine leuchtende Spur eines Laserstrahls, der durch die Enden des Prismas geht. Senken Sie - Dies ist ein Spiegelbild dieser Spur in der Unterseite. Es ist zu sehen, dass die Enden des Prismas ziemlich hell leuchten.
Wenn Sie den Strahl so richten, dass er von innen von einer der Seitenflächen reflektiert wird, erscheint ein weiterer Lichtpunkt, der die Kanten des Prismas von innen beleuchtet. Dieser Effekt ist jedoch im Vergleich zu dem Blitz, der bei Beleuchtung mit einem Laserstrahl erzielt wird, der die Seitenkante von außen berührt, unbedeutend. Gleichzeitig sind von der gegenüberliegenden Seite des Prismas überhaupt keine hellen Punkte sichtbar, die das Prisma von innen beleuchten könnten. Das gesamte Prisma und insbesondere die Endflächen werden jedoch vergleichsweise sehr hell. Die Art und Weise, wie der Strahl die Seitenfläche berührt, spielt ebenfalls eine Rolle. Wenn die Richtung des Strahls in Längsrichtung verläuft, ist der Effekt am stärksten ausgeprägt. Wenn die Richtung des berührenden Strahls senkrecht zu der Ebene ist, die durch die Mittelachse des Prismas verläuft, ist der Effekt fast nicht wahrnehmbar.
Wie kann der Strahl sonst das Prisma berühren? Die Enden blieben. Und hier erwartete die Hauptüberraschung. In diesem Fall ist der Blitz viel stärker als wenn der Strahl die laterale Ebene berührt.
Foto 2. Der Laserstrahl berührt das vordere Ende des Prismas. Die Richtung des Strahls ist fast parallel zum vorderen Ende, der Kontaktpunkt ist fast unsichtbar, aber das gesamte Prisma wird sozusagen von innen beleuchtet. Bitte beachten Sie: In Foto 1 ist die Stelle, an der der Strahl in das Prisma eintritt, deutlich sichtbar, aber das Prisma selbst leuchtet viel weniger.
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Die Berührungsrichtung spielt keine Rolle. Der Blitz ist maximal - auch wenn die Enden nicht geschliffen sind und undurchsichtig erscheinen!
Wie lässt sich dieses Phänomen erklären? Das einzige, was mir in den Sinn kommt, ist Resonanz. Natürlich wird Licht seit einigen Jahrhunderten als Welle dargestellt. Seit einiger Zeit wird es als Transversalwelle dargestellt. Transversale Wellen breiten sich jedoch über die Schwingungsrichtung (entlang des Strahls) aus. Kann dies das helle gleichmäßige Leuchten genau der Enden erklären?
Stellen Sie sich eine gewöhnliche Trommel vor, eines der einfachsten Musikinstrumente. Er hat die empfindlichsten Ziele. Und sie senden am stärksten Schallwellen aus. In diesem Sinne ähnelt das transparente Prisma einer Trommel. Aber die Analogie endet dort. Die Trommelseite ist nicht empfindlich.
Wurde so etwas beobachtet? Wann "dringt" Licht durch die Richtung der Strahlen? Ich kenne einen Auszug aus einem Physiklehrbuch [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, S. 486] zur Totalreflexion:
„Eine detailliertere (nahe?) Beobachtung zeigt uns die Grenzen der Möglichkeiten der geometrischen Optik. Wenn wir eine fluoreszierende Flüssigkeit als weniger dichtes optisches Medium nehmen, kann trotz der vollständigen inneren Reflexion eine dünne fluoreszierende Schicht beobachtet werden. Eine kleine Menge Licht tritt daher durch. Die Dicke dieser Schicht beträgt jedoch nur wenige Wellenlängen; Die Intensität nimmt exponentiell mit dem Abstand von der Mediengrenze ab."
Diese Passage scheint von einer bestimmten Lichtmenge zu sprechen, die sich senkrecht zur Richtung des Strahls bewegt. Das Lehrbuch interpretiert dies jedoch als quantenmechanischen Effekt.
Dem Autor scheint hier etwas Ähnliches zu passieren. Der Strahl tritt nicht in das Prisma ein, sondern reflektiert nur von seiner Oberfläche. Trotzdem "dringt" das Licht irgendwie in das Prisma ein und alles leuchtet. Es ist davon auszugehen, dass das Licht in einer Richtung etwa senkrecht zum Strahl in das Prisma eintritt.
Man kann sich vorstellen, dass in einem Laserstrahl die Lichtschwingungen in alle Richtungen über den Strahl gerichtet sind. Daher sind bei einem senkrechten Eingang des Strahls, wie in Foto 1, alle Richtungen gleich und daher ist das Leuchten der Enden unbedeutend. Wenn der Strahl die Wechselwirkung "berührt", tritt die Wechselwirkung seitlich auf, daher kann der Einfluss des Teils des Lichts, dessen Schwingungen entlang der Tangente an den Strahl gerichtet sind, überwiegen. Daher werden hier hauptsächlich Querschwingungen übertragen, die den Laserstrahl tangieren und gleichzeitig parallel zur Ebene (Facette) des Prismas verlaufen.
Die Anregung von Quervibrationen erklärt zum Teil sogar die Tatsache, dass die Kontaktrichtung des Trägers auf der Seitenfläche in Längsrichtung sein sollte. An den Enden sollte die Kontaktrichtung des Strahls keine Rolle spielen, wie im Experiment gezeigt wurde.
Dies ist natürlich nur eine Vermutung. Neu wäre hier die Ausbreitung von Schwingungen über den Strahl und deren Erfassung des gesamten Volumens des transparenten Körpers. Eine Art Interaktion mit all dem Material, das der Strahl nur berührt?
Mit starkem Wunsch kann das beschriebene Phänomen einfach als Lichtstreuung interpretiert werden. Aber es wäre dann eine sehr seltsame "Zerstreuung". Das Ausmaß der Lichtstreuung, wenn es die Ursache für die Lumineszenz des Prismas wäre, müsste anscheinend mit der Größe (Leistung) der Lumineszenz des Prismas gleichgesetzt werden. Wie kann man dann erklären, dass die Größe dieser Streuung viel geringer ist, wenn der Strahl die gesamte Länge des darin befindlichen Prismas durchläuft, als wenn der Strahl nur das Material des Prismas berührt, ohne es überhaupt zu betreten? Schließlich sollte die Streuung genau beim Durchgang durch das Material des Prismas auftreten, wenn der Widerstand gegen die Bewegung des Strahls überwunden wird. Daher scheint es dem Autor, dass der entdeckte Effekt etwas mit dem Phänomen der Resonanz gemeinsam hat.
Johann Kern, Stuttgart