Spørsmål: jeg kjørte forbi denne fyren på en sykkel i går kveld, og baklysene hans var så lyse at jeg skjønte at de var elektrisk drevet. Da jeg begynte å passere ham, ble lysene dimmet ut, så jeg visste at de måtte være reflektorer. Fikk meg til å lure på hvordan disse tingene faktisk fungerer. Er det noen slags speil under den røde plasten? – PH, Miami, FL
Svar: Ikke helt. Hvis det var et enkelt flatt speil inne, ville du nesten ikke se noe lys-med mindre du var rett bak sykkelen i stedet for å passere trygt ved siden av. Det som trengs er et «speil» som gir lys til førerens øyne uavhengig av vinkelen mellom bilens frontlykter og reflektor.
omnidireksjonell oppførsel av sykkelreflektorer kommer fra noe som kalles en retroreflektor (aka «corner cube reflector»). Bildet over viser et astronomisk eventskilt jeg laget med sykkelreflektorer. Legg merke til hvordan de «lyser» når de lyser av lommelykt. Merk også at lommelyktens stråle var rettet mot 60° til skiltets plan, som det var kameraets synsfelt.
Retroreflektorer har blitt brukt på sykler og bil baklys i nesten hundre år. Mer nylig har de blitt brukt til jogging klær og ryggsekker. De brukes også til avstand fra landmålere og astronomer. I motsetning til flate speil, vil retroreflektorer sende impinging lys rett tilbake til kilden, uansett hvilken retning lyset kommer fra.
Tenk deg at du har et flatt speil 1 km unna og vinkelrett på synslinjen din. Hvis du så på det gjennom et teleskop, ville du ikke ha problemer med å skanne frem og tilbake og se deg selv i refleksjonen. Men hvis du prøvde å skinne en lommelykt på speilet forventer å se lyset reflekteres, justering måtte være nær perfekt. Med en retroreflektor er alt du trenger å slå den med en hvilken som helst del av strålen (som sprer seg over avstand), og du vil se refleksjonen.
Retroreflektorer er basert på Refleksjonsloven:
Sykkelreflektorer inneholder hundrevis av disse små retroreflektorer, hver kanskje 2-3 mm på en side. Følgende lysbildeserie lar deg se inne i en dissekert sykkel reflektor. I lysbilde 1 kan du se kubikk strukturer stemplet inn i plast, men det er vanskelig å vite hva som er hva gitt gjennomskinnelig materiale. I lysbilde 2 er det støvet med kritt som samles i fordypningene gjør kubikk fasetter synlig. Slide 3 viser reflektoren i drift-legg merke til hvordan nesten hvert hjørne kube fasett er emitting lys! I tilfelle du lurer på, er den «gule» fargen et forvrengt bilde av lyspærefilamentet.
Retroreflektorer fungerer så bra at de ble igjen på Månen av astronauter I Apollo 11, 14 og 15 oppdrag. Hvis du skinner en lys laser på Dem Fra Jorden, og tiden hvor lang tid det tar for refleksjonen å returnere, kan du enkelt beregne avstanden til Månen. Disse passive enhetene brukes fortsatt til det formålet, men de har akkumulert støv gjennom årene, slik at reflektiviteten har redusert. Se min 5. mai 2014 innlegg om for mer om det.
her er et bilde Av Apollo 15 retroreflector. Hjørne kuber er tydelig synlige.
Interessant, det er en annen passiv optisk enhet som gjør det samme som en hjørnekube retroreflektor. Det kalles en kattens øye retroreflektor, og det fungerer, som navnet antyder, som øynene til en katt (og andre vertebrater). Mens corner cube retroreflektorer bare bruker refleksjon av lys, bruker kattens øyne både refleksjon og brytning. Malingen på trafikkskilt og veier inneholder små gjennomsiktige perler som etterligner denne oppførselen.
Neste Uke i Sky Lights ⇒ De Lyseste Stjernene er Ikke De Nærmeste Stjernene