ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / alexej / Запись

ЗАДАЧКА-ЛЕММА

22.09.2006
20:08
Как получить расходящийся пучок света с центром вблизи или на поверхности прозрачного твердого тела и углом расхождения (раствором) не менее 90 градусов. Никаких приборов ближе одного метра от поверхности размещать нельзя. Двухметровые линзы не предлагайте - это неспортивно.

Эта лемма относится к задаче:
http://elementy.ru/blogs/users/alexej/7029/
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

22.09.2006 22:59#
Задачка-лемма
Взять источник света, полупрозрачным зеркалом разбить свет на два луча развести их зеркалами, а потом зеркалами скрестить на поверхности.
22.09.2006 23:16#
Задачка-лемма
на 22.09.2006 22:59

Григорий, если сделать по Вашему, то получим не пучек (пучёк предполагает некую непрерывность интенсивности по углу), а два расходящихся луча. Если взять много зеркал - то получим аналог сферического зеркала метровых размеров. Существует гораздо более изящное решение. Попробуйте выскочить из колеи и помыслить что-либо сумасшедшее.
Хвалю за упорство. Не сдавайтесь - дерзайте дальше.
23.09.2006 04:04#
Задачка-лемма
Может-быть пропустить сфокусированный луч через сам прозрачный предмет так, чтобы поверхность сыграла роль рассеивающей линзы. Но тогда центр пучка (мнимый фокус) будет под поверхностью предмета.
23.09.2006 04:11#
Задачка-лемма
А вообще тут могут быть варианты, наверное можно луч сфокусировать "после" выхода из поверхности. Тогда лучи будут выходить под некоторым углом к поверхности, а так как граница будет из более плотной среды в менее плотную, то эти углы неизбежно увеличатся. Но вот можно-ли таким образом достигнуть угла в 90 градусов я не знаю. Другое дело, что при вхождение луча в предмет все углы наклона лучей уменьшаться.

Видимо все зависит от формы этого прозрачного предмета. В конце концов сам предмет можно использовать как линзу.
23.09.2006 22:24#
Задачка-лемма
на 23.09.2006 04:11

Илья Вячеславович!
Идея сделать линзу из самого ТТ хорошая. Но можно все устроить значительно проще. Лемма относится к задаче о коноскопе, что предполагает источник света вне кристалла. Вот уточненная формулировка леммы:

Как получить расходящийся пучок света ВНУТРИ прямоугольного твердого тела из прозрачного материала с центром расхождения НА его поверхности и углом расхождения (раствором) не менее 90 градусов. Никаких приборов ближе одного метра от поверхности размещать нельзя. Линз из бедного ТТ не делать:) Двухметровые линзы не предлагайте - это неспортивно.
24.09.2006 00:28#
Задачка-лемма
Ну если никаких предметов нельзя располагать ближе 1 метра, а размер прибора формирующего исходный пучерк света не может быть большим, то я сдаюсь.

Разве что как-то изменить среду, чтобы она преломляла свет пред самим ТТ, например неоднородно нагретый воздух может преломлять свет.
26.09.2006 15:01#
Задачка-лемма
Сдаваться тоже неспортивно :))
27.09.2006 09:25#
Задачка-лемма
90% процентов решения задачи состоит в правильном понимании условия. Если вы хотите собрать свет с площади 1 кв.м., то без метровой оптики вам не обойтись. Вообщем уточните, пожалуйста, задачу=)
27.09.2006 11:39#
Задачка-лемма
Может быть тело-это всего лишь плоская ширма, тогда возможно что небольшая диафрагма-отверстие сможет обеспечить расходящийся пучок за ширмой.
28.09.2006 21:30#
Задачка-лемма
ПАРАДОКС.
Как получить расходящийся пучок света ВНУТРИ прямоугольного твердого тела из прозрачного материала с центром расхождения НА его поверхности и углом расхождения (раствором) не менее 90 градусов. Никаких приборов ближе 10 (!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!) метров (раньше было 1 метр) от поверхности размещать нельзя. Линз из бедного ТТ не делать:) Двухметровые линзы не предлагайте - это неспортивно.

Казалось бы условия леммы ужесточиличь в десять раз. На самом же деле решать при таких условиях проще. 10 метров работают как подсказка.

Евгений. Диафрагма будет работать, но интенсивность пучка будет слижком мала. Это непрактично.

Григорий. Что вы понимаете под "собрать свет с площади 1 кв.м.," - ведь задача, получить расходящийся пучек.

28.09.2006 23:12#
Задачка-лемма
Алексей, я имел в виду, что если у вы хотите сфокусировать пучок света метрового диаметра, то без оптики метрового диаметра не обойтись. Это я говорю в виду того, что задача не определена. Вы по мере получения решений до определяете задачу, так чтобы представленное решение становилось неверным. В результате в настоящий момент задача выглядит следующим образом: В центре 10 метровой сферы в вакууме весит прозрачный кристалл. Как получит расходящийся пучок света в нем с раствором не менее 90 градусов. Никаких инструментов больше 1 метра использовать нельзя=).
По поводу задачи:Преломление на границе среда-кристалл зависит от свойств среды и от длины волны, поэтому если менять плотность среды или длину волны, можно получать различные углы расхождения в кристалле для одного и того же угла схождения в среде. Так что можно попробовать накачать какой-нибудь газ в сферу или менять длину волны, если это конечно разрешено=)
29.09.2006 07:55#
Задачка-лемма
Григорий,
Я меняю (упрощаю) определения задачи, чтобы подвести вас ближе к ее решению. Важные намеки на решение содержатся в самих изменениях условий.
В условиях
1. не требуется ничего фокусировать
2. говорится "ближе", а не больше

На примере этой задачи я стараюсь проиллюстрировать следующее:
логически полное определние условий экспериментальной задачи, как правило, и есть ее решение.
В данной задаче главное цель - получить коноскопические фигуры от кристалла, не приближаясь ближе метра к нему, причем, следать это надо быстро и дешево, находясь в условиях небогатой оптической лаборатории.
Кстати, навыки самообразования при помощи интернета и литературы тоже предполагаются:)
30.09.2006 06:53#
Задачка-лемма
Киноскопические фигуры это интерфереционные картины возникающие из-за разной скорости распространения лучей вдоль разных осей кристалла, которые изучаются для установления структуры кристалла и выявления в нем дефектов. Так чем плох метод направления двух лучей с помощью зеркал?
29.09.2006 11:50#
Задачка-лемма
Тонкий лазерный луч, направленный на любой микродефект на поверхности кристалла, должен дать расходящийся пучок света внутри тела.
01.10.2006 04:17#
Задачка-лемма
"Тонкий лазерный луч, направленный на любой микродефект на поверхности кристалла, должен дать расходящийся пучёк света внутри тела."
Вадим,
Именно это решение и предполагалось, т.е задача в принципе решена (если кото-нибудь не придумает что-то более изяЧное:)).
Однако, только на "естественных" микродефектах рассеяние обычно недостаточно интенсивно и коноскопическая картинка получается блеклой. Как тут быть?

Григорий,
С Вашими зеркалами мы получим не картинку, а две точки из нее. Это тоже, что заменить сферическое зеркало в телескопе двумя его небольшими фрагментами. Хвалю Ваше упорство.
02.10.2006 10:27#
Задачка-лемма
"Как тут быть?"
Получение нужных дефектов на теле с дистанции в несколько метров - вопрос вполне решаемый.
Все определяется уже конкретикой: характеристиками материала, размерами кристалла, допустимым количеством попыток и т.д. Не удивлюсь, если в реальной ситуации, к примеру, использовалась стрельба по образцу из пневматики...
03.10.2006 21:01#
Задачка-лемма
Ну, а если к кристаллу до эксперимента можно подходить, и даже повертеть его в руках? Какой самый простой способ создания "дефектов"?
04.10.2006 19:34#
Задачка-лемма
Нацарапать на нем дифект чем-нибудь острым и твердым.

Хм, ну это почти, что линза из самого кристала, только дефект даст не равномрнный по плотности расходящийся пучек. А из-за того, что 2 заркала не подошли я решил, что пучек все-таки должен быть не только непрерывным но и относительно равномерным.
05.10.2006 05:12#
Задачка-лемма
Илья,
Вы очень тонко все чувствуете. Вы на волосок от решения. Чем "царапать", чтоб получить равномерную интенсивность пучка по углу? А что вы думаете о когеррентности лазерного пучка?
05.10.2006 09:44#
Задачка-лемма
Ну я бы, не стал портить кристал, а брызнул бы на него капельку какой-нибудь жидкости, например воды. Если капелька будет маленькая, то ее форма будет почти сферическая. Хотя сферическая форма линзы подходит только для узких пучков, у широкого пучка, по видимому, фокус будет не в одной точки, а немного размазан по оптической оси. Но очивидно, чем меньше капелька, тем качественее будет сфокусирован пучек.

Еще можно жимически вытравить круглое углубление.

Вобщем с этого места, я думаю, можно дать волю фантазии.
10.10.2006 12:24#
Задачка-лемма
Неужели мы так и не узнаем точного решения задачки :-(
08.10.2006 08:14#
Задачка-лемма
У меня есть вопрос по поводу решения: для того, чтобы получать хорошие киноскопические фигуры, надо, чтобы неровности этой царапины или капли были порядка длины волны или нет?
И наверное пора уже переходить к решению основной задачи=) Предположу, что лучи потом собираются с помощью огранки кристалла?
11.10.2006 06:10#
Задачка-лемма
Решить - в буквальном смысле раз плюнуть:)
Берете карандаш со стирательной резинкой на конце. Плюете на резинку (тут главная трудность - не промахнуться:)). Макаете резинку в оптический шлифовальный порошок. Вышлифовываете на кристалле матовое пятнышко. Направляете туда луч гелий-неонового лазера. Если чуть повозиться с подборкой порошков, получаете равномерный расходящийся пучек. Качество коноскопической картинки при таком способе освещения кристалла не хуже, чем картинка на хорошем (и страшно дорогом) исследовательком коноскопе, осветитель которого состоит из дюжины линз и не позволяет отодвигать кристалл более чем на 10 см от последней.
Матовая поверхность после резки мягких кристаллов идеально подходит сама по себе - тут даже и вышлифовывать пятнышко не надо.


11.10.2006 11:54#
Задачка-лемма
А как потом этот пучек собирается?
12.10.2006 15:47#
Задачка-лемма
Спасибо, а то бы меня съело любопытство ;-)
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 653

Пользователей
в системе: 2769

Всего записей
и комментариев: 50207

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 10

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия