В 1895 году Боше создал первый в мире прибор для работы с миллиметровыми электромагнитными волнами (λ = 5 мм) и показал, что они подчиняются тем же законам, что и видимый свет: отражение, преломление, поляризация, двойное преломление, дифракция.
Современная версия: ESP32 как источник (802.11b/g λ=12 см на 2.4 ГГц) и смартфон как детектор (WiFi RSSI через приложение). Экран из фольги — зеркало. Решётка из параллельных проводников — поляризатор. Парафиновая линза — фокусирующий элемент (n=1.5 для микроволн).
Демонстрируются: закон отражения, угол Брюстера для волн, дифракционная решётка, двойное лучепреломление в кристалле сахара.
Вопросы для обсуждения
-
Боше использовал волны с λ = 5 мм, мы используем WiFi с λ = 12 см. В чём принципиальное сходство и различие этих экспериментов? Какие эффекты масштабируются пропорционально длине волны, а какие зависят от свойств конкретного материала?
-
Угол Брюстера для оптического стекла ~56°, для парафина на микроволнах — тоже ~56°. Почему угол совпадает? Что физически происходит при угле Брюстера с электрическим вектором отражённой волны?
-
Решётка из параллельных металлических проводников поляризует микроволны. Как направление проводников связано с направлением поляризации прошедшей волны? Почему этот прибор называется «решётка», а не «поляроид», хотя функция та же?
-
Боше доказал, что радиоволны и видимый свет — это одно и то же явление в разных диапазонах. Каков был философский и научный вес этого доказательства для физики конца XIX века, когда природа света ещё обсуждалась?
-
Кристалл сахара показывает двойное лучепреломление на микроволнах. Означает ли это, что сахар «оптически анизотропен» в том же смысле, что исландский шпат для видимого света? Как объяснить это из кристаллической структуры?