Световые пучки. Фазовый объем

помочь здесь не могут. Можно сразу сделать и другой важный вывод: правильно сделанный «дальнобойный» прожектор должен быть большим, поскольку чем больше линейные размеры пучка, тем меньше могут быть сделаны его угловые раз­меры, тем слабее будет его луч расходиться в простран­стве, что на больших расстояниях более существенно, чем начальный размер.

Сделаем несколько важных замечаний.

1. Хорошо известно, что, проходя через оптические среды, световые лучи не только отражаются и преломля­ются, но и рассеиваются. Так рассеивается свет, падаю­щий на лист бумаги или стакан с молоком. Не нарушает­ся ли при этом теорема Лагранжа — Гельмгольца: ведь линейные размеры пучка при рассеянии остаются неиз­менными, а угловые сильно увеличиваются?

Рассмотрим для уяснения вопроса поверхность, состоя­щую из большого числа микроскопических оптических зеркал, хаотично ориентированных в пространстве. К та­кой поверхности теорема Лагранжа — Гельмгольца, несом­ненно, применима. Тем не менее, контур фазового объема,охватывающего , все пучки, после отражения от нашей поверхности сильно возрастает. Это увеличение фазового объема в нашем случае является кажущимся, так как увеличиваются только контуры фазового объема а ни сам: после отражения от нашей «мозаичной» поверхности занятый пучком фазовый объем как бы «закрашен» в мелкий горошек, причем суммарный объем горошин равен исходному. Подобным образом происходит и рассеяние света па матовой поверхности.

Здесь следует заметить, что от такого «выполне­ния» теоремы Лагранжа — Гельмгольца не возникает ни­какой практической пользы: при дальнейшей работе с рас­сеянным пучком мы не сможем отличить, как «закрашен» фазовый объем пучка — сплошь или «в горошек». Таким образом, с практической точки зрения фазовый объем пучка существенно увеличился. Из этого практически верного утверждения следует и практически важное след­ствие: не нужно применять в светосильных оптических системах мозаичные зеркала. Однако при большом жела­нии можно показать, что увеличение фазового объема в этом случае, действительно, является кажущимся. Поставим на пути отраженного света систему зеркал, которая отразит назад все рассеянные лучи и заставит их попасть в точности па тот участок поверхности, на котором они сначала рассеялись. При этом весь рассеянный свет снова соберется матовой поверхностью в исходный узкий пучок и пройдет через источник. Такой опыт па первый взгляд кажется совершенно невозможным, но с помощью лазер­ной техники он может быть и действительно был по­ставлен!

2. Из сказанного ясно, что «эффективный эмиттанс пучка», т. е. объем пучка, который проявляется при «обычных» опытах, может со временем существенно воз­растать. Это происходит, когда пучок

Страница 6 of 8« First...67...Last »