6.70. Светоотражатели

Светоотражатель (катафот, или ретрорефлектор) — устройство, отражающее падающий свет вне зависимости от угла падения строго в направлении источника. Полоски крошечных светоотражателей обычно нашивают на одежду любители бегать ночью: так их лучше видно. Когда сноп света от фар машины попадает на светоотражатель, он отражается обратно в направлении водителя, тот заранее видит бегуна и может его объехать. Почему же, если вы смотрите на пластинку из светоотражателя с небольшого расстояния, вы не увидите ни зеркального, ни даже искаженного отражения своего лица?

Чтобы в темноте даже при плохом освещении или на мокрой дороге видеть разметку, на дороге иногда укрепляют светоотражатели. Светоотражатели используют и на многих дорожных знаках, чтобы они были лучше видны ночью. Глядя из окна самолета, иногда можно и днем понять, где установлены светоотражатели. Когда самолет летит низко, присмотритесь к тени самолета. Рядом с ней иногда можно заметить короткие яркие вспышки. Это солнечный свет отражается от светоотражателей на дорожных знаках обратно в направлении солнца. (Может быть, вдали от места, куда падает тень самолета, вы тоже заметите вспышки света, но они обусловлены зеркальным отражением солнечного света от металлических или стеклянных поверхностей, а возможно, и от поверхности водоема.)

Пластинки из светоотражателей обладают удивительным свойством: они убирают искажения световых лучей. Например, попробуем показать слайд-фильм на экране из светоотражателя, поставив между экраном и проектором слой гофрированного пластика, искажающего изображение. Свет, отразившись от светоотражателя, опять проходит через пластик и попадет на проектор. При этом искажения, связанные с первым прохождением через пластик, практически убираются, и изображение совсем не деформировано.

Как работает светоотражатель и каким образом он снимает искажения?

ОТВЕТ • Светоотражатели бывают двух типов: сферические и уголковые. Световой луч, прошедший внутрь сферы, преломляется, доходит до противоположной внутренней поверхности сферы и отражается из нее. Затем луч света еще раз преломляется, покидает сферу и уходит обратно в направлении источника света. Когда луч попадает в угол, образованный перпендикулярными плоскостями, он дважды или трижды отражается от внутренних поверхностей, а затем уходит обратно в направлении источника. В идеальных светоотражателях обоих типов отраженный свет возвращается точно к источнику. Светоотражатель, закрепленный на спине любителя бега трусцой, неидеален. Поэтому отраженный от него свет слегка рассеивается, но все же водитель машины его видит.

Если держать пластинку из светоотражателей напротив своего лица, отражения в ней вы не увидите. Дело в том, что в этом случае до глаз доходят только те лучи, которые от них же исходили. Лучи, исходившие от носа, вернутся к носу, но носом вы их не увидите.

Совокупность светоотражателей устраняет искажения изображения, поскольку на обратном пути к источнику лучи света проходят именно те области, где произошло их искажение на пути к такому зеркалу. Например, если падающий луч отклоняется влево, отклонение отраженного луча поменяется на обратное, то есть он отклонится вправо. Поэтому луч, возвращающийся к источнику, параллелен испущенному источником лучу. Такое «снятие» искажений происходит даже в том случае, когда эти искажения обусловлены турбулентностью пламени. Дело в том, что свет возвращается к месту, где горит огонь, быстрее, чем пламя меняется в результате турбулентности.