Ваш браузер устарел, поэтому сайт может отображаться некорректно. Обновите ваш браузер для повышения уровня безопасности, скорости и комфорта использования этого сайта.
Обновить браузер

Наука, похожая на магию: как согнуть лазерный луч дугой в домашних условиях

Познавательный опыт для любителей практической физики

Обсудить

Лазерный луч вытягивается в самую ровную прямую из всех, с которыми мы встречаемся в обычной жизни. Сбить его с пути может только отражение или преломление при переходе из одной прозрачной среды в другую. Недаром говорят: прямой, как луч. Но луч можно превратить в дугу!

Наука, похожая на магию: как согнуть лазерный луч дугой в домашних условиях

Если свет будет двигаться в воде и подойдет к ее поверхности под очень острым углом, он не сможет выйти на воздух и отразится обратно. Это явление называется внутренним отражением, и в обычной жизни оно намного важнее, чем может показаться на первый взгляд.

Нам понадобится

Прозрачная пластиковая емкость для воды. Подойдет неокрашенная бутылка из-под минералки

Чистая вода, немного молока. Шило или нож с узким кончиком

Квантово-оптический генератор когерентных монохроматических электромагнитных волн видимого диапазона, то есть обычная лазерная указка

1 из 3

Прозрачная пластиковая емкость для воды. Подойдет неокрашенная бутылка из-под минералки

Что происходит

Наука, похожая на магию: как согнуть лазерный луч дугой в домашних условиях

1. Добавьте мути

Заполните емкость водой. Сквозь чистую и прозрачную среду частицы света движутся, ничем не задерживаясь, и луч практически не виден. Для наглядности некоторые фотоны лазерного излучения нужно рассеять, а для этого столкнуть их с какими-нибудь препятствиями.

Так действуют, например, пылинки в воздухе, делая видимым солнечные лучи. В нашем опыте стоит добавить в воду немного молока, чтобы сделать ее слегка мутной.

Наука, похожая на магию: как согнуть лазерный луч дугой в домашних условиях

2. Выключите свет

В нижней части емкости шилом проделайте отверстие. Важно, чтобы жидкость вытекала из него тонкой устойчивой струей. Включите лазер и держите его горизонтально, просвечивая емкость с водой насквозь.

Сориентируйте луч так, чтобы он входил изнутри точно в основание вытекающей струи и вылетал наружу вместе с ней. Для лучшей видимости опыт стоит проводить в темном помещении. Например, над ванной при выключенном освещении.

Наука, похожая на магию: как согнуть лазерный луч дугой в домашних условиях

3. Следите за лучами

В этом простом эксперименте трудно ошибиться, и вы наверняка с первого раза увидите, как луч изогнется вместе с водой и направится не в сторону, а вниз. Когда луч двигается внутри струи, он многократно отражается от внутренней поверхности и, словно мячик для пинг-понга в трубе, летит туда, куда ведет его вода.

Помните: даже слабый луч лазерной указки способен повредить сетчатку, если попадет в глаз. Для безопасности во время эксперимента наденьте защитные очки.

Интернет отражений

Свет может отражаться от границы не только воды и воздуха, но и любых двух сред, если показатель преломления у первой больше, чем у второй. Благодаря этому мы можем пользоваться скоростным интернетом. Дело в том, что кабели оптоволоконной связи изготавливают из тонких и довольно гибких стеклянных нитей, причем сердечник — из стекла с показателем преломления большим, чем у внешних слоев.

Информация передается по ним с помощью коротких лазерных импульсов, которые при путешествии от сервера к серверу отражаются внутри нитей мириады раз.

Фото: DIOMEDA (X3), ISTOCK (X2), ALAMY (X2) / LEGION-MEDIA

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, ноябрь 2020, частично обновлен в январе 2023

Подписываясь на рассылку вы принимаете условия пользовательского соглашения