Здравствуйте, друзья! Сегодня я расскажу про один из интереснейших оптических приборов - уголковый отражатель. Это устройство, которое отражает свет в том же направлении, откуда он пришел. Уголковый отражатель устроен очень просто - три зеркала, образующие внутренний угол куба.
Такие уголковые отражатели лежат в основе светоотражающей ткани для безопасности пешеходов и велосипедистов. Уголковые отражатели используются для лазерной локации Луны.
Несмотря на простоту устройства, сделать уголковый отражатель большого размера технически сложно, поскольку угол между зеркалами должен быть строго прямым, даже небольшие погрешности будут давать большое отклонение по углам. Для маленьких отражателей, которые используются в велосипедных катафотах, это не так критично.
Тем не менее, я решила попробовать сделать уголковый отражатель из трёх обычных зеркал в домашних условиях.
Изготовление уголкового отражателя
Сразу скажу, что это было трудно, но зато интересно. Если захотите повторить этот процесс, прочитайте до конца, поймите принцип, и может быть, у вас возникнут идеи, как это сделать проще.
Для создания уголкового отражателя понадобилось три таких зеркала. Также использовался ножик-пила или ручной лобзик, пассатижи, термоклеевой пистолет, напильник или наждачная бумага, или педикюрная пилка.
Вот что получилось в итоге.
Казалось бы, можно просто наклеить квадратные зеркала на угол какой-нибудь коробки или ящика. Но у обычных коробок могут быть не строго прямые углы, а для отражателя это критично. Поэтому я решила использовать зеркала на подставочке с поворотными осями и сохранить возможности поворота, чтобы можно было подстраивать углы между зеркалами.
Одно из зеркал остаётся целым, а двум другим надо частично обрезать оправу. Вот так:
Чтобы обрезать оправу, я подпиливала её в нужных местах с двух сторон ножом-пилой, а потом ломала пассатижами. У этой оправы плотный, но хрупкий пластик, и спилить его полностью очень тяжело. У меня сохранилась целая поворотная ось и два прямоугольничка, спиленные сбоку. Неровные куски на сломе запилила педикюрной пилкой. Из остатков оправы сделала рамку-держатель. Я хочу оставить возможность постройки углов зеркала, и поэтому сохранила поворотные оси.
Одно зеркало целое, ставим его перпендикулярно поверхности стола ножкой вперёд. Ножку с поворотной осью, отпиленную от второго зеркала, приставляем в угол и приклеиваем с помощью двух кусочков оправы. Эти прямоугольные куски оправы, с одной стороны, дают необходимую высоту для горизонтального зеркала, с другой - держат дополнительную поворотную ось для другого зеркала.
Надо сказать, получилось у меня не с первого раза. Вторую ось надо выставить строго перпендикулярно, и на нужном расстоянии, подходящем под толщину зеркала. Хорошо, что термоклей можно ножом отодрать от пластика, так что если не сразу получится, ничего страшного.
Выставлять перпендикуляры помогают сами зеркала. Если отражение в зеркале некоторой линии совпадает с самой линией, значит, линия строго перпендикулярна. То есть надо смотреть, чтобы прямые линии, идущие в зеркало, не "ломались". На моем фото держателя немного "ломается" отражение боковой поворотной оси, я потом её переклеила.
К этому держателю будем клеить два зеркала с обрезанной оправой. Мои зеркала двухсторонние, на обратной стороне увеличительное зеркало, поэтому я его заклеила монтажным скотчем, чтобы зеркало не треснуло от термоклея.
Зеркала клеим с помощью термоклеевого пистолета. Термоклей хорош тем, что он даёт толстый слой, и позволяет в процессе приклеивания выровнять зеркало:
- Выравниваем целое (фронтальное)зеркало по отражению подставки
- Клеим горизонтальное зеркало так, чтобы лицо в двух зеркалах не двоилось и не исчезали его части
- Клеим боковое зеркало так, чтобы лицо сохранялось при взгляде в любые два из трех зеркал. Это, пожалуй, самый сложный этап.
Вот что у меня получилось. Это фотография уголкового отражателя со всех сторон
Выглядит эта штука, конечно, кустарно, но зато хэндмейд. Эта модель может раскладываться в плоскость, и в процессе опытов можно менять углы.
Наблюдения в уголковый отражатель
- Смотрящий под любым углом всегда в центре видит свои глаза
- Смотрящий одним глазом видит этот глаз в центре
- Закрывая попеременно глаза и не двигая голову, можно видеть, что открытый глаз перемещается в центр автоматически
- Глазок фотокамеры телефона всегда находится в центре зеркала, под каким бы углом не была камера. Поэтому сфотографировать то, что можно наблюдать глазом, невозможно.
Вот фотографии со вспышкой с разных позиций. Вспышка у меня немного сбоку камеры, и она оказывается всегда близко к центру. В центре - сама камера.
А вот ещё один эксперимент - ход лазерного луча в уголковом отражателе. Для визуализации используется слабо рассеивающая среда - вода с капелькой молока. Опустила мой уголковый отражатель в тазик, и свечу на него лазерной указкой. Действительно луч уходит обратно! Главное, не засветить кому-нибудь в глаз таким образом.
На этом заканчиваю статью. Спасибо всем, кто дочитал до конца!
Если у вас возникнут вопросы по изготовлению отражателя, или идеи, как сделать проще - пишите в комментариях. Буду рада обсудить!