(c) Graphicstock

Překvapující geometrická kouzla: Foton v zakalené vodě

Máme dvě skleničky, jednu s vodou čirou a druhou zakalenou. Do obou vyšleme paprsek světla. V jaké z nich urazí delší dráhu?

Upřesnění: v neprůhledném roztoku nedojde k absorpci (je bezbarvý atd.), ale foton se bude odrážet od jednotlivých překážek, až sklenici opustí libovolným směrem. Čirým roztokem foton naproti tomu proletí po přímce. Přímka je určitě kratší než x-krát lomená čára, že?
Nikoliv. Stefan Rotter z Technické univerzity ve Vídni (Vienna University of Technology) a jeho kolegové již před třemi lety přišli s matematickým modelem, podle něhož jsou obě dráhy v průměru stejně dlouhé. Foton pohybující se po lomené čáře má totiž hned na začátku určitou pravděpodobnost, že jej srážky vyrazí ven ze sklenice cca v protisměru a v takovém případě urazí jen velmi krátkou vzdálenost. V průměru se pak obě dráhy rovnají – i když tento závěr je vysloveně antiintuitivní.
Nyní Romolo Savo a Stefan Rotter publikovali v Science článek o tom, že příslušný jev potvrdili i experimentálně; vodu do různého stupně zakalovali nanočásticemi (čím větší koncentrace nanočástic, tím větší rozptyl) a pak provedli samotné měření. Doba pohybu fotonu v kapalině se dala změřit pomocí charakteristického „jiskřivého efektu“ (sparkling).
Dosud jsme v textu pokládali foton za bodovou částici, ve skutečnosti je to současně vlna. Kupodivu ale ani tím se prý nic nemění, popsaný jev funguje i ve světě vlno-částicové duality. Ba co víc, platí pro šíření libovolné vlny, pro světlo v neprůhledné kapalině stejně jako pro rozptyl zvukových vln na drobných nečistotách ve vzduchu nebo dokonce i pro gravitační vlnu šířící se galaxií.
Zdroj: Phys.org

Poznámka PH: Předpokládám, že jev platí pro sklenici o kruhovém půdorysu. Kdyby nádoba měla tvar kvádru, záleželo by na poměru stran vzhledem ke směru namířeného paprsku…

Kamera s grafenem a kvantovými tečkami

Začlenění dalších polovodičů, např. právě grafenu, do CMOS technologií, představuje problém kvůli nesouladu mřížkových parametrů. …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close