Half doorlatende spiegelbol.
Alain stelde deze vraag op 14 maart 2007 om 11:13.Er zijn van die halfdoorlatende spiegels, die aan 1 kant als spiegel werken en aan de andere kant als gewone ruit.
Als je nou een bol zou maken hiervan, met de spiegelwerking aan de binnenkant en je zou hem in de zon leggen dan komt er allemaal licht in die bol wat maar heen en weer blijft kaatsen maar het komt er niet uit.
Nou zal het vast zo zijn dat zo'n spiegel ook nog wat licht doorlaat naar buiten maar als het goed is gaat er meer licht naar binnen dan naar buiten dus er stapelt zich energie op binnen in die bol.
Wat gebeurt er dan? ontploft de bol? smelt de bol? of gebeurt er helemaal niks?
Reacties
Beste Alain,
Er zal niet veel bijzonders gebeuren. Zo"n spiegel heet niet voor niks halfdoorlatend, dwz dat hij ruwweg de helft van het opvallende licht zal weerspiegelen, en de andere helft doorlaten.
Op het glas is de zilvercoating zó dun opgebracht dat er eigenlijk maar één laag zilvermoleculen op ligt die bovendien het glas niet helemaal bedekt. Het geheim zit in de lichtniveaus aan beide zijden van de spiegel. Daar waar het ding als spiegel moet fungeren wordt altijd gezorgd voor hoge lichtniveaus, zodat je veel licht krijgt voor weerkaatsing. Achter de spiegel wordt de andere ruimte zo donker mogelijk gehouden, zodat er ook maar weinig licht naar de verlichte ruimte kan doordringen. Hang in de donkere ruimte achter zo'n spiegel een gloeilamp op, en dat ding zal redelijk goed zichtbaar zijn aan de andere kant.
Laat nou op zo'n bol zoals jij voor ogen hebt een bundel licht vallen, laten we eens voor het rekengemak die bundel stellen op 64 fotonen. 32 daarvan kaatsen gelijk al terug of worden geabsorbeerd, 32 daarvan dringen door tot in de bol en gaan naar de andere zijde van de bol. Daar verlaten er 16 de bol weer, 16 kaatsen terug naar de andere kant, daar verlaten er weer 8 de bol en 8 gaan terug in de bol, enz enz. totdat er neits meer over is.
In de praktijk gaat dit mooie sommetje hierboven natuurlijk een tikje anders lopen, door inwendige spiegeling in glas zelf, absorptie aan zilvermoleculen en glasmoleculen, schuin invallende stralen en dergelijke , maar het zal hoe dan ook echt niet dé methode zijn om snel een pannetje water warm te maken.
Leuk idee Alain,
Ik ben op dit moment met een experiment bezig dat lijkt op jouw idee. Het heet Cavity Ring Down Spectroscopy. Twee zeer reflecterende (99,998 ofzo) spiegels worden tegenover elkaar geplaatst en een laser straalt door een van de twee spiegels naar binnen. Hierdoor wordt de effectieve padlengte van het laserlicht wel tien of honderd kilometer! Dit maakt het erg interessant voor absorptie-experimenten.
De spiegels worden niet erg warm. Je zou kunnen uitrekenen hoeveel dit is. Maar het zal je niet lukken de bol te laten ontploffen.
Groeten,
Bas
Ik zie inmiddels ook Bas' antwoord. Zo'n spiegel is natuurlijk niet meer HALFdoorlatend..
Maar je ziet dat ook dan het effect nog reuze meevalt.
Jouw lasers gaan door die spiegels heen maar kan zonlicht dat ook dan?
Als dat zo is zou je toch zo'n bol van die 99,998 kunnen maken en dan in de zon leggen voor een lange tijd en als je die bol dan kapot maakt komt al het licht in 1x vrij of gebeurt dat niet? (zou tog ook met laser kunnen?)
Alain,
Volgens mij begrijp ik waar het misverstand zit. Er bestaan geen spiegels die in één richting spiegelen en in de andere richting alles doorlaten. Als de reflectiviteit van je bol 99,98% is gaat maar een fractie van 0,02% naar binnen.
De 'truc' van de halfdoorlatende spiegels die jij bedoelt is dat ze 50% reflecteren in beide richtingen. Als je de ruimte aan de ene kant van de spiegel nou heel licht maakt en de ruimte aan de andere kant heel donker, dan lijkt het voor de donkere kant of er gewoon door de halfdoorlatende spiegel heen gekeken kan worden. Aan de lichte kant lijkt het alsof al het licht gereflecteerd komt.
Zo duidelijk?
Groeten,
Bas
ik begrijp dat het een gedachtnexperiment is.
ben jij in staat zo'n spiegel te maken?
pieter
Dag Pieter,
Deels doorlatende spiegels zijn echt geen gedachtenexperimenten hoor. Je ziet ze dagelijks in de buurt van supermarktkassa's, hotelbalies enzovoort. En zoals Bas hierboven beschreef voor wat bijzonderder experimenten.
Verder is het meestal zo dat als een natuurkundige een spannend experiment verzint, dat er dan altijd wel een handige technicus te vinden is die het nodige gereedschap kan (laten) maken.
Groet, Jan
ik ben geen natuurkundige, maar filosoof en ik zoek die technicus. wie kun je mij aanbevelen?
pieter