Er xkcd ' s og / eller Pink Floyd ' s prismeoptik korrekt?

I xkcd # 964 “Dorm Poster” er omslag fra mørke sider af månen er” afsluttet “med en anden plakat, der udfører den omvendte handling:

xkcd-tegneserie

En linse bruges til at gøre de divergerende farvestråler fra det første prisme til konvergerende. Dette er bare en tegneserie, og jeg er ikke sikker på, om optikens korrekthed var et stort mål, men jeg spekulerer stadig på, om dette rent faktisk ville fungere.

Det problem, jeg ser, er, at vinklerne ikke virker træne.

  • Til venstre (original omslagskunst) er vinklen mellem den hvide stråle og den lilla stråle mest spids vinkel

  • Til højre (“omvendt” operation) er det nøjagtigt det modsatte: her, rød og hvid har den mest skarpe vinkel

Kunne de stråler, der rammer det rigtige prisme på den måde, virkelig komme ud som en hvid stråle?


I” m flov over at indrømme, at jeg ikke ejer albummet selv i en form, der inkluderer hele coveret. Efter en smule googling fandt jeg original omslagskunst med begge sider her :

mørke side af månen

På denne ene er vinklerne på de enkelte farvede stråler stadig divergerende, fordi der ikke er nogen yderligere linse involveret i at ændre det. På begge prismer har rød og hvid den mindst skarpe vinkel .

Strålerne divergerer dog divergerende mod prismen til venstre og er også afviger fra prismen til højre . Der er en regel inden for optik om, at stråler ikke har retning og kan betragtes som kommer fra begge retninger. Ifølge denne regel er der “et problem i billedet, fordi på et prisme divergerer strålerne mod det andet konvergerer de mod det . Da resultatet (hvid stråle) skulle være det samme, modsiger dette reglen, gør det ikke?

Kan farvestråler, der divergerer mod et prisme, virkelig rekombineres til en hvid stråle i prismen til venstre?


tl, dr

Hvilken af de to prismeoptikker, der er afbildet ovenfor, er korrekt? Eller er de begge korrekte? Eller ingen af dem?

Kommentarer

  • Tagget reversibilitet nævner kun termodynamik i dens beskrivelse og jeg ' er ikke sikker på, om det ' er ok at bruge det til reglen om reversibilitet af lysstråler også. Hvis det ' ikke er i orden, skal du redigere spørgsmålet og fjerne tagget.

Svar

Re album albumbilleder, jeg mener, at prisme til højre er næsten korrekt, men det til venstre er forkert.

Venstre prisme: Bemærk, at det “ser det samme ud, om (a) den sammenhængende hvide lysstråle kommer ind i prismen fra venstre, eller (b) de mange stråler kommer ind fra højre. Bemærk også, at separate farver vises ikke inden i prismen. (Og om der er en bølgelængde svarende til det lilla lys.)

(a) En enkelt stråle af hvidt lys, der kommer ind i venstre prisme fra venstre opdeles i mange individuelle farver, hvor højere frekvens (blåere) farver bøjes længere mod det normale, når de kommer ind i prismen, og længere væk fra det normale når de forlader prismen.

(b) Omvendt er det muligt at arrangere syv stråler, hver med forskellig bølgelængde, ved indtastning af venstre prisme fra højre, således at hver bliver diffrakteret den rigtige mængde for at skabe en sammenhængende stråle af hvidt lys, der går ud fra venstre. Det blå lys vil blive afledt mod det normale mere end rødt lys ved indrejse, og væk fra det normale mere end det røde lys ved udgang.

Jeg synes, at den eneste fejl her er, at den blå side af spektret skal være en skarpere vinkel (da det bliver mere end det røde).

Men Pink Floyd ” s venstre prisme er forkert, og jeg er løbet tør for at se på tegneserien …

Svar

Tegneserien er korrekt, selvom det er vanskeligt at få en god hvid lysstråle i praksis.

indtast billede beskrivelse her

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *