spørgsmål: jeg kørte forbi denne fyr på en cykel i går aftes, og hans baglygter var så lyse, at jeg regnede med, at de var elektrisk drevne. Da jeg begyndte at passere ham, dæmpede lysene ud, så jeg vidste, at de skulle være reflektorer. Fik mig til at undre mig over, hvordan disse ting faktisk fungerer. Er der en slags specielt spejl under den røde plastik? – PH, Miami, FL
svar: ikke helt. Hvis det var et simpelt fladt spejl inde, ville du næsten ikke se noget lys-medmindre du var direkte bag cyklen i stedet for at passere sikkert ved siden af. Det, der er nødvendigt, er et “spejl”, der returnerer lys til førerens øjne uanset vinklen mellem køretøjets forlygter og reflektor.
den omnidirektionelle opførsel af cykelreflektorer kommer fra noget, der kaldes en retroreflektor (aka “corner cube reflector”). Billedet ovenfor viser et astronomihændelsesskilt, jeg lavede ved hjælp af cykelreflektorer. Bemærk, hvordan de” lyser”, når de lyser af en lommelygte. Bemærk også, at lommelygtens stråle var rettet mod 60 kr.til skiltets plan, ligesom kameraets synsfelt.
Retroreflektorer har været brugt på cykler og bil baglygter i næsten hundrede år. For nylig er de blevet brugt til jogging tøj og rygsække. De bruges også til afstand fra landmålere og astronomer. I modsætning til flade spejle vil retroreflektorer sende impinging light lige tilbage til sin kilde uanset hvilken retning lyset kommer fra.
Forestil dig, at du har et fladt spejl 1 km væk og vinkelret på din synsfelt. Hvis du kiggede på det gennem et teleskop, ville du ikke have problemer med at scanne frem og tilbage og se dig selv i refleksionen. Men hvis du forsøgte at skinne en lommelygte på spejlet og forventer at se lyset reflekteret, skulle justeringen være næsten perfekt. Med en retroreflektor er alt hvad du behøver ramt det med en hvilken som helst del af strålen (som spredes ud over afstand), og du vil se refleksionen.
Retroreflektorer er baseret på Refleksionsloven:
Cykelreflektorer indeholder hundredvis af disse små retroreflektorer, hver måske 2-3 mm på en side. Følgende diasvisning lader dig se inde i en dissekeret cykelreflektor. I slide 1 kan du se de kubiske strukturer stemplet i plasten, men det er svært at vide, hvad der er givet det gennemskinnelige materiale. I slide 2 er det støvet med kridt, der samles i fordybningerne, hvilket gør de kubiske facetter synlige. Slide 3 viser reflektoren i drift-bemærk, hvor næsten hver hjørne terning facet udsender lys! Hvis du undrer dig, er den “gule” farve et forvrænget billede af glødetråden.
Retroreflektorer fungerer så godt, at de blev efterladt på Månen af astronauter i Apollo 11, 14 og 15 missioner. Hvis du skinner en lys laser på dem fra jorden, og hvor lang tid det tager for refleksionen at vende tilbage, kan du nemt beregne afstanden til Månen. Disse passive enheder bruges stadig til dette formål, men de har akkumuleret støv gennem årene, så reflektiviteten er faldet. Se min 5. maj 2014 Indlæg om for mere om det.
her er et billede af Apollo 15 retroreflektor. Hjørnekuberne er tydeligt synlige.
interessant nok er der en anden passiv optisk enhed, der gør det samme som en corner cube retroreflektor. Det kaldes en katteøje retroreflektor, og det fungerer, som navnet antyder, som øjnene på en kat (og andre hvirveldyr). Mens corner cube retroreflektorer kun bruger refleksion af lys, bruger kattens øjne både refleksion og brydning. Malingen på trafikskilte og vejoverflader indeholder små gennemskinnelige perler, der efterligner denne opførsel.
næste uge i Himmellys er de klareste stjerner ikke de nærmeste stjerner