Детская энциклопедия

Меню сайта











Мог ли сжечь корабли Архимед?

Многие тысячи лет назад люди мечтали пере­давать энергию света на большие расстояния. Из глубины веков дошла до нас легенда о том, как Архимед с помощью зеркал сжег вражеский флот, стоящий на якорях около города Сира­кузы. Идею «луча смерти» использовали и со­временные писатели. В романе Герберта Уэллса линкоры боровшихся сними англичан. В романе А. Н. Толстого «Гиперболоид инженера Гари­на» так же уничтожается вражеский флот.

Но передача световой энергии на расстояние гораздо важнее для человечества в мирной жизни. Светом можно было бы резать алмазы и туго­плавкие металлы. В определенных условиях могут оказаться незаменимыми оптический телефон, оптический локатор, оптический микрофон.

В большинстве приборов оптической связи важно создать наибольшую освещенность на возможно большем расстоянии. Освещенность поверхности — это поток лучистой энергии, падающий за секунду на единицу площади осве­щаемой поверхности. Получить большую осве­щенность на очень далеком предмете — это значит создать на нем высокую концентрацию энергии. Для этого необходим источник света высокой яркости.

Понятие яркости самое сложное и самое важ­ное в фотометрии. Рассмотрим две плоские пло­щадки S1 и S2, расположенные перпендикуляр­но оси О-О (рис. 15). За площадкой S1 поместим светящийся плоский источник Q. Световые лучи проходят одновременно через площадки S1 и S2. Объем однородной среды, заполненный световой энергией, ограничен линейчатой поверх­ностью, т. е. поверхностью, образованной движе­нием прямой линии и этими площадками. Расстоя­ние между S1 и S2 равно l. Поток лучистой энер­гии, проходящий от площадки S1 к площадке S2, пропорционален произведению площадей обеих площадок и обратно пропорционален квадрату расстояния l. В самом деле, если S2 удалить от S1 на расстояние в k раз большее, чем l, то от площадки S1 на площадку S2 будет падать поток энергии в k2 меньший. Таким образом, поток энергии Ф равен

 
В  этой формуле В — яркость светового пучка там, где находится площадка S1. Только так можно определить яр­кость неба, светящегося газа, луча, идущего от лазера, и других источников света, у которых нет определенной светящейся поверхности.

Освещенность Е, создаваемая любой оптиче­ской системой на большом от нее расстоянии l, определяется формулой

 

В этой форму­ле S — площадь линз (или зеркал) оптической системы, k — коэффициент, показывающий, ка­кую часть лучистой энергии пропускает она. В формуле этой содержится глубокий физи­ческий смысл: освещенность на большом расстоя­нии определяется размером оптической системы и яркостью источника света, причем размеры источника не играют никакой роли. Величина

 

 не может быть большой, иначе размеры линзы были бы сравнимы с расстоянием, т. е. зеркала или линзы должны были бы быть чрезвычайно громоздкими.

Подсчитаем, например, какова должна быть яркость источника света, чтобы с помощью оптической системы площадью 1 м2 создать осве­щенность Е в 100 раз большую, чем освещенность Земли Солнцем в полдень. Расстояние от ис­точника света — 10 км, S=1 м2. Солнечная постоянная — 0,14 вт/см2. Следовательно: Е=14 вт/см2.

 

 Еще совсем недавно казалось немыслимым получить такую яркость: ведь она примерно в 100 000 раз больше, чем энергетическая яр­кость Солнца. Поэтому считалось принципиаль­но невозможным создать прибор, который мог бы передавать концентрированный световой пучок на очень большое расстояние.




 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016