A descoberta não é uma invenção. A invenção pode ser uma solução há muito procurada para um problema colocado usando fenômenos ou mecanismos conhecidos. A descoberta de temas e a descoberta de que é um efeito que ninguém conhecia e, portanto, não buscou, não pôde buscar. Você só pode pesquisar o que é conhecido. Como todas as descobertas, uma descoberta pode ser grande ou pequena. Mas se abre, via de regra, para pessoas mais ou menos preparadas, que podem perceber imediatamente que o que observam não só é muito curioso, mas muito provavelmente algo completamente desconhecido.
A descoberta da eletricidade foi grande naqueles dias em que se sabia apenas que um pedaço de lã atrai pedaços de papel? Nessa forma, essa descoberta durou milênios. Ninguém viu nenhum benefício nisso e ninguém sabe o nome do autor ou autores que perceberam esse fenômeno pela primeira vez. E agora, sem eletricidade, não podemos dar um passo. Os nomes de Faraday ou Tesla, que muito fizeram para desenvolver nosso conhecimento sobre eletricidade, são conhecidos por quase todos. O que une todas as descobertas é que sempre vemos algo de inusitado nelas e gostaríamos de saber sua causa - mesmo quando não nos serve para nada.
O acima é apenas um ditado. Com algum movimento do prisma no substrato ao trabalhar com um laser, o prisma repentinamente "brilhou" como o flash de uma lâmpada acesa. Claro, o efeito não foi tão forte, mas, mesmo assim, foi forte o suficiente para interessar e começar a buscar sua causa. Talvez isso se deva ao fato de que o feixe de laser incidiu sobre a superfície interna da face lateral e a luz refletida fez todo o prisma "piscar"? Mas tudo acabou sendo o oposto. Outro "flash" foi percebido quando o feixe de laser tocou a superfície externa do rosto.
É estranho. Quando o feixe de laser atinge a face final perpendicularmente, um ponto luminoso bastante brilhante aparece neste local. O segundo ponto brilhante ocorre no ponto onde o feixe sai pela face da extremidade oposta. Ambos os pontos luminosos iluminam muito bem todos os lados do prisma por dentro.
Foto 1. A linha superior espessa dentro do prisma - é um traço luminoso de um feixe de laser passando pelas extremidades do prisma. Abaixe - este é um reflexo desse traço na face inferior. Pode ser visto que as extremidades do prisma brilham intensamente.
Se você direcionar o feixe para que seja refletido de dentro de uma das faces laterais, outro ponto luminoso aparecerá, iluminando as bordas do prisma por dentro. Mas esse efeito é insignificante em comparação com o flash obtido quando iluminado com um feixe de laser tocando a borda lateral pelo lado de fora. Ao mesmo tempo, do lado oposto do prisma, nenhum ponto brilhante é sequer visível, o que poderia iluminar o prisma por dentro. Mas todo o prisma e especialmente as faces finais tornam-se comparativamente muito brilhantes. A forma como o raio toca a face lateral também desempenha um papel. Quando a direção do feixe é longitudinal, o efeito é mais pronunciado. Se a direção do raio tocante for perpendicular ao plano que passa pelo eixo central do prisma, o efeito é quase imperceptível.
De que outra forma o feixe pode tocar o prisma? As pontas permaneceram. E aqui a surpresa principal esperava. Nesse caso, o flash é muito mais forte do que quando o feixe toca o plano lateral.
Foto 2. O feixe de laser toca a extremidade frontal do prisma. A direção do feixe é quase paralela à extremidade frontal, o ponto de contato é quase invisível, mas todo o prisma é, por assim dizer, iluminado por dentro. Observação: na foto 1, o local onde o feixe entra no prisma é claramente visível, mas o prisma em si brilha muito menos.
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A direção do toque não importa. O flash é máximo - mesmo quando as pontas não são lixadas e parecem opacas!
Como explicar esse fenômeno? A única coisa que vem à mente é a ressonância. É claro que, por alguns séculos, a luz foi representada como uma onda. Já faz algum tempo que se apresenta como ondas transversais. Mas as ondas transversais se propagam na direção da oscilação (ao longo do feixe). Isso pode explicar o brilho uniforme brilhante exatamente das pontas?
Imagine um tambor comum, um dos instrumentos musicais mais simples. Ele tem os fins mais sensíveis. E são eles que emitem ondas sonoras com mais intensidade. Nesse sentido, o prisma transparente lembra um tambor. Mas a analogia termina aí. O lado do tambor não é sensível.
Algo assim foi observado? Quando a luz "penetra" na direção dos raios? Eu conheço um trecho de um livro de física [H. Vogel. Gerthsen Physik, Springer-Verlag, Berlin Heidekberg, 1995, p. 486] relacionado à reflexão interna total:
“A observação mais detalhada (próxima?) Mostra-nos os limites das possibilidades da óptica geométrica. Se tomarmos um líquido fluorescente como meio óptico menos denso, então, apesar da reflexão interna completa, uma fina camada fluorescente pode ser observada. Uma pequena quantidade de luz, portanto, passa. Mas a espessura dessa camada é igual a apenas alguns comprimentos de onda; a intensidade diminui exponencialmente com a distância do limite da mídia."
Esta passagem parece estar falando sobre uma certa quantidade de luz viajando perpendicularmente à direção do feixe. Mas o livro interpreta isso como um efeito da mecânica quântica.
Parece ao autor que algo semelhante está acontecendo aqui. O raio não entra no prisma, ele apenas reflete de sua superfície. Mas, mesmo assim, a luz de alguma forma "penetra" no prisma e tudo brilha. Pode-se assumir que a luz entra no prisma em uma direção aproximadamente perpendicular ao feixe.
Pode-se imaginar que, em um feixe de laser, as vibrações de luz são direcionadas através do feixe em todas as direções. Portanto, com uma entrada perpendicular da viga, como na foto 1, todas as direções são equivalentes e, portanto, o brilho das pontas é insignificante. Quando o feixe "toca" a interação ocorre lateralmente, portanto, a influência daquela parte da luz, cujas vibrações são direcionadas ao longo da tangente ao feixe, pode prevalecer. Portanto, aqui são transmitidas principalmente vibrações transversais, tangentes ao feixe de laser e simultaneamente paralelas ao plano (faceta) do prisma.
A excitação das vibrações transversais explica até certo ponto até o fato de que a direção de contato do raio na face lateral deve ser longitudinal. Nas extremidades, a direção de contato da viga não deve importar, como foi mostrado no experimento.
Claro, isso é apenas um palpite. A novidade aqui seria a propagação das oscilações ao longo do feixe e a captura de todo o volume do corpo transparente. Algum tipo de interação com todo o material que o raio apenas toca?
Com um forte desejo, o fenômeno descrito pode ser interpretado simplesmente como dispersão de luz. Mas então seria uma "dispersão" muito estranha. A quantidade de espalhamento de luz, se fosse a causa da luminescência do prisma, aparentemente, teria que ser equiparada ao valor (potência) da luminescência do prisma. Como então se pode explicar que a magnitude desse espalhamento é muito menor quando o raio passa por todo o comprimento do prisma dentro dele, em comparação com quando o raio apenas toca o material do prisma, sem entrar nele? Afinal, o espalhamento deve ocorrer precisamente ao passar pelo material do prisma, ao mesmo tempo em que supera a resistência ao movimento do feixe? Portanto, parece ao autor que o efeito descoberto tem algo em comum com o fenômeno da ressonância.
Johann Kern, Stuttgart
