Können wir im ganzen Haus Licht haben, ohne dass das Licht die ganze Zeit eingeschaltet ist?

Optische Fasern werden verwendet, um Licht entlang eines gekrümmten Weges effektiver von einem Ort zum anderen zu übertragen. Die optischen Fasern bestehen aus Tausenden von Strängen aus Glas oder Quarz von sehr feiner Qualität mit einem Brechungsindex von etwa 1.7 oder so. Die Dicke einer Strähne beträgt ca 10 − 6 cm. Die Stränge sind mit einer Schicht aus einem Material mit niedrigerem Brechungsindex (ca 1.5 ). Die Enden der Litzen werden poliert und nach sorgfältigem Ausrichten festgeklemmt. Wenn Licht an einem Ende in einem kleinen Winkel einfällt, wird es in die Stränge (oder Fasern) gebrochen und trifft auf die Grenzfläche der Fasern und der Beschichtung. Da der Einfallswinkel größer als der Grenzwinkel ist, erfährt der Lichtstrahl Totalreflexionen. Es leidet immer wieder unter innerer Reflexion.
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Wenn wir eine Faser in kreisförmiger Form und einfallendes Licht in einem Winkel betrachten, der größer als der kritische Winkel von einem Teil dieser Faser ist, erfährt das Licht interne Totalreflexionen, ohne absorbiert zu werden, sodass wir die ganze Zeit dasselbe Licht zirkulieren lassen können.

1. Angenommen, wir haben die Planung eines Hauses, das auf die gleiche Weise aus kreisförmigen Fasern mit demselben Material wie Quarz hergestellt werden soll. Wir können dasselbe Licht haben, das überall zirkuliert, sobald es einfällt. Wenn dies passiert, können wir also Licht im ganzen Haus haben, ohne dass das Licht die ganze Zeit eingeschaltet ist. Ist das möglich?

2. Ich weiß, dass einige Schwierigkeiten auftreten könnten, wenn ja, welche? Was kann getan werden, um diese zu überwinden?

Warum verkleiden Sie Ihre Wände nicht einfach mit Spiegeln?
@ SeanD: Nein, in diesem Fall kann es auch zu Verlusten durch Energieaufnahme kommen. Es geht nicht nur darum, die Wand mit Wänden zu beschichten. Licht sollte auch in einem Winkel einfallen, der größer als der kritische Winkel in dem kreisförmigen Heim als Faser ist. Dann wird das Licht ohne Absorption total reflektiert und Sie haben Licht im ganzen Haus, nur wenn Sie das Licht einmal einschalten und dann ausschalten.
Wenn die Faser Kanten hat, tritt sie aus den Kanten aus (Geschwindigkeit c). In jedem Fall wird es Absorption geben, da aufgrund der Heisenbergschen Unschärferelation keine Totalreflexion wirklich total sein kann. Für ein Haus, das die Luft formt, sollte es zu Quarz werden, damit es keine Menschen beherbergen kann.
@annav: Danke für den Kommentar. Da wir davon ausgehen, dass das Haus die Form einer Muschel hat (3-D-Kreis). Es wird keine Kanten geben, also schließt es Ihre erste Schwierigkeit aus. Aber Ihre zweite Zeile widerspricht der Totalreflexionstheorie, in der wir sagen, dass das Licht ohne Energieverlust total reflektiert wird. Ich würde mich freuen, wenn Sie dies diskutieren würden, indem Sie eine Antwort und eine Lösung geben, um dies zu vermeiden (wenn möglich).
Totalreflexion ist in der klassischen elektromagnetischen Theorie. Sobald die zugrunde liegende Quantenebene betrachtet wird, ist Totalreflexion eine großdimensionale Annäherung, die aufgrund der Absorption von Photonen fehlschlägt. Und ich sehe nicht, wie man in einem runden Haus mit Hauswänden und Luft Totalreflexion bekommt. Es ist der Brechungsindex von Glas, der die Totalreflexion in optischen Fasern definiert.
Ja, es ist der Brechungsindex von Glas, der die totale interne Reflexion definiert. Wenn wir (oder in Zukunft) eine harte Materie als Glas mit einem Brechungsindex um sie herum haben, können wir die Situation wahr werden lassen.
nicht in der Luft mit Menschen drin, also nennst du es ein Haus. Um einen konsistenten Wellenleiter zu haben, muss das Material einheitlich sein. Schauen Sie sich auch den Wiki-Artikel zur Dämpfung an: en.wikipedia.org/wiki/Optical_fiber#Mechanisms_of_attenuation

Antworten (2)

Da die Community dies in ihrer Weisheit erneut angesprochen hat, lassen Sie uns die Dinge klarstellen:

1. Angenommen, wir haben die Planung eines Hauses, das auf die gleiche Weise aus kreisförmigen Fasern mit demselben Material wie Quarz hergestellt werden soll. Wir können dasselbe Licht haben, das überall zirkuliert, sobald es einfällt. Wenn dies passiert, können wir also Licht im ganzen Haus haben, ohne dass das Licht die ganze Zeit eingeschaltet ist. Ist das möglich?

Die vollständige innere Reflexion hängt vom Brechungsindex ab . Um ein Haus zu haben, in dem Menschen wohnen können, braucht man Luft und Bewegungsfreiheit. Luft hat fast 1 Brechungsindex, Glas etwa 1,5. Selbst wenn die Wände aus Quarz bestehen, ist in einem Raum, der für die Unterbringung von Menschen geeignet ist, keine Totalreflexion möglich, da Menschen Luft brauchen.

2. Ich weiß, dass einige Schwierigkeiten auftreten könnten, wenn ja, welche? Was kann getan werden, um diese zu überwinden?

oben beschrieben und kann nicht überwunden werden

In meinem Buchetikett steht "Nichts ist unmöglich", das Wort selbst sagt, ich bin möglich :). Sie haben die meisten meiner Fragen beantwortet, ich habe Sie in einigen der letzten Fragen außer der letzten vermisst. Willkommen zurück. Lassen Sie uns versuchen, unser Gehirn laufen zu lassen, um zu sehen, ob es eine Methode gibt, um es zu überwinden.

Ja, das Licht wird zirkulieren, aber wir werden nichts sehen! Beachten Sie, dass, wenn Licht durch das Kabel wandert, es nur vorwärts wandert und es "seitliche Lecks" von Licht gibt. Es wird also immer noch dunkel sein.

Im folgenden Bild sehen wir beispielsweise kein Leuchten der optischen Faser.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke, das OP implizierte, dass das Haus die Glasfaser sein würde, also würden wir uns innerhalb der Röhre und nicht außerhalb davon befinden.
Aber kommen wir dann nicht auf den Pfad des Lichts?
Ja, das würden wir, was eine der Schwierigkeiten wäre. Aber wir wären klein im Vergleich zur Größe des Hohlraums.
@SandeshKalantre: Du hast meine Frage nicht beantwortet. Bitte lesen Sie es noch einmal.
Ich habe nur geschrieben, dass es nicht möglich ist, den kreisförmigen Lichtwellenleiter als Lichtquelle zu verwenden. Also 1. ist nicht möglich.
@SandeshKalantre: Danke für den Kommentar. Sie haben die Beantwortung noch nicht abgeschlossen, bitte lesen Sie die letzten beiden Zeilen der Frage. Und wäre es dunkel in der Faser?
Können wir im ganzen Haus Licht haben, ohne dass das Licht die ganze Zeit eingeschaltet ist?
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