fråga: jag körde förbi den här killen på en cykel igår kväll och hans bakljus var så ljusa att jag tänkte att de var elektriskt drivna. Sedan när jag började passera honom lamporna nedtonade så jag visste att de var tvungna att vara reflektorer. Fick mig att undra hur dessa saker faktiskt fungerar. Finns det någon form av speciell spegel under den röda plasten? – PH, Miami, FL
svar: inte riktigt. Om det var en enkel platt spegel inuti ser du knappast något ljus-om du inte var direkt bakom cykeln istället för att passera säkert bredvid. Det som behövs är en” spegel ” som returnerar ljus till förarens ögon oavsett vinkeln mellan fordonets strålkastare och reflektor.
cykelreflektorernas omnidirektionella beteende kommer från något som kallas en retroreflektor (aka ”corner cube reflector”). Bilden ovan visar ett astronomihändelseskylt som jag gjorde med cykelreflektorer. Observera hur de” tänds ” när de tänds av en ficklampa. Observera också att ficklampans stråle riktades mot 60 msk till skyltens plan, liksom kamerans siktlinje.
Retroreflektorer har använts på cyklar och bakljus i nästan hundra år. På senare tid har de använts för jogging kläder och ryggsäckar. De används också för avstånd från landmätare och astronomer. Till skillnad från plana speglar skickar retroreflektorer inträngande ljus direkt tillbaka till källan oavsett vilken riktning ljuset kommer ifrån.
Tänk dig att du har en platt spegel 1 km bort och vinkelrätt mot din siktlinje. Om du tittade på det genom ett teleskop skulle du inte ha några problem att skanna fram och tillbaka och se dig själv i reflektionen. Men om du försökte lysa en ficklampa på spegeln förväntar sig att se ljuset reflekteras, skulle anpassningen vara nära perfekt. Med en retroreflektor är allt du behöver slå det med någon del av strålen (som sprider sig över avstånd) och du ser reflektionen.
Retroreflektorer är baserade på lagen om reflektion:
cykelreflektorer innehåller hundratals av dessa små retroreflektorer, var och en kanske 2-3 mm på en sida. Följande bildspel låter dig se inuti en dissekerad cykelreflektor. I Bild 1 kan du se de kubiska strukturerna stämplade i plasten, men det är svårt att veta vad som är vad som ges det genomskinliga materialet. I bild 2 är det dammat med krita som samlas i fördjupningarna som gör de kubiska fasetterna synliga. Bild 3 visar reflektorn i drift-notera hur nästan varje hörnkubfasett avger ljus! Om du undrar, den” gula ” färgen är en förvrängd bild av glödlampan.
Retroreflektorer fungerar så bra att de lämnades på månen av astronauter i Apollo 11, 14 och 15 uppdrag. Om du lyser en ljus laser på dem från jorden, och tid hur lång tid det tar för reflektionen att återvända, kan du enkelt beräkna avståndet till månen. Dessa passiva enheter används fortfarande för det ändamålet, men de har ackumulerat damm genom åren så reflektiviteten har minskat. Se min 5 maj 2014 inlägg om för mer om det.
här är ett foto av Apollo 15 retroreflector. Hörnbitarna är tydligt synliga.
intressant är att det finns en annan passiv optisk enhet som gör samma sak som en hörnkubretroreflektor. Det kallas en kattöga retroreflektor och det fungerar, som namnet antyder, som ögonen på en katt (och andra ryggradsdjur). Medan hörnkubretroreflektorer endast använder reflektion av ljus, använder kattens ögon både reflektion och brytning. Färgen på trafikskyltar och vägytor innehåller små genomskinliga pärlor som efterliknar detta beteende.
nästa vecka i sky Lights Bisexual de ljusaste stjärnorna är inte de närmaste stjärnorna