液體光波導
之前就很想寫一下類似這種科普相關的文章,不過由於學疏才淺,沒有什麼機會能夠找到適合的題材來介紹,最近剛好同學在做這個實驗,就順便向大家來介紹一下這個有趣的物理現象。
要做這個實驗呢,需要先準備一個透明的水槽與水桶(水桶可不透明),在水槽的某個璧上要開一個圓形的洞,洞越圓、越平滑越好(可降低水渦流),另外再準備一支雷射筆,之後將水槽放在高處,裡頭裝水。
裝水後,應該會有水從洞裡流出來。
這時把雷射光從另一側打進來,使得雷色光的入色方向與圓洞面垂直,而且盡量把雷射光打在圓洞的圓心。
這個時候雷色光在水流內因全反射的現象而隨著水流傳導,如下圖。
(由於水流內部並非完美平行流動,所以光會有散射現象,導致於經過某個長度後全反射現象會比較不易觀察)
(這張全反射較多次)
而全反射的現象是當光由密介質(如水或者高密度物質),入射至疏介質(如空氣、真空等)時發生光線無透射而全反射的現象,我們現今所熟知的光纖即是利用此原理來傳遞訊息。
當光延著水被導到桶子裡後,會在桶內形成一個亮點。
(很亮的感覺喔~)
而根據計算,入射光打到水流璧的角度必須大48.8度才會有全反射現象,所以水壓就扮演了全反射現象是否能夠維持的重要因素,若水壓不夠強,水流噴不夠遠,那入射光與水流璧的角度會大於48.8度,這時光波導的能力就會喪失,而水壓的大小又與水面的高度有關,由計算知道,當水面至少要高於圓洞上方約0.648倍圓洞的直徑長時,才能維持水流光波導的現象。
這個實驗用的雷射筆功率很強,比太陽光直射還強= ="
所以其實在做這個實驗的時候還滿傷眼睛的,因為必須對準光路,常常得看光打到哪裡,光看反射點就有點受不了了,直接打眼睛應該會瞎掉吧...
最後說明的一件事是,照片是在下照的= ="
所以可能照的不是很好,請各位見諒。
台長碎碎念:剛開始做這個實驗時還覺得很好玩,可是當找不出臨界高度的時候那還真是快煩死了,這是由於水的渦流影響很大,光線會因此散射,這樣就無法分辨到底還有沒有光波導的現象。
不過值得慶幸的一件事是,還好負責這個實驗的不是我~哈哈(真是壞心啊~)
疑似只有這一篇看不到圖耶。ie跟firefox都看不到
那相簿理呢?
我看看有沒有辦法修正... 2010-05-25 11:41:02
為什麼我看不到圖 !?
該不會只有天才才看得見吧 = =
那ㄟ安捏~自己看很正常耶,請問您看其他文章是否也是看不到? 2010-05-24 20:49:30
相簿看得到圖
這裡只看得到有個人跟我比ya XD
來去問看看好了... 2010-05-26 16:04:48