Изображения страниц
Текст статьи Т. П. Про светопровод // Квант. — 1979. — № 6. — С. 26.
В 1841 году швейцарский профессор физики Колладон продемонстрировал замечательное сооружение — светящийся фонтан. Это красивое зрелище было основано на явлении полного внутреннего отражения.
Полное внутреннее отражение возможно при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду (показатель преломления первой среды больше показателя преломления второй среды).
Когда угол падения луча света на границу раздела двух сред становится больше некоторого предельного, луч не проходит через границу раздела — он отражается от неё и «возвращается» в оптически более плотную среду.
Если после первого отражения луч попадает на границу раздела «более плотная оптическая среда — менее плотная» вновь под углом, больше предельного, то ситуация повторяется.
Свет, претерпевая многократно полное внутреннее отражение, не будет выходить за пределы оптически более плотной среды — световой поток будет распространяться внутри среды с относительно малыми потерями на поглощение и рассеяние.
Предельный угол зависит только от отношения показателей преломления сред.
Для границы раздела вода — воздух, например, этот угол равен
Теперь можно понять, как «работает» светящийся фонтан.
Невидимый для наблюдателя источник «посылает» лучи света внутрь струи.
Изогнута струя фонтана так, что эти лучи не выходят за её пределы — каждый раз на границу вода — воздух лучи попадают под углом
На свойстве полного внутреннего отражения построены так называемые светопроводы — изогнутые сплошные стержни, внутри которых свет проходит практически без потерь на поглощение и рассеяние. Они делаются из стекла, плексигласа, различных прозрачных пластмасс. Светопроводы делают и из собранных в пучок тонких светопроводящих нитей. Радиусы изгибов должны быть такими, чтобы выполнялось «условие предельного угла».
Светопроводы находят сейчас широкое применение. Они используются в медицине в качестве зондов; в технике при контроле работы труднодоступных для наблюдения устройств и деталей.
Очень красивы декоративные светильники из светопроводов. Один из таких светильников — на первой странице нашей обложки.