Итак, если у вас есть лампочка в комнате, и у вас есть инструмент для измерения количества света в комнате, то давайте предположим, что количество света, создаваемого только лампочкой, равно «1».
Если поставить зеркало рядом с лампочкой, увеличится ли количество света в комнате до «2»?
Можете ли вы продолжить, чтобы свет в комнате увеличился до 3..и т.д. с большим количеством зеркал?
Как далеко вы можете зайти в этом? Кроме того, действительно ли это добавляет света в комнату, или это просто заставляет одни и те же фотоны двигаться быстрее (отражаясь от одного зеркала к другому), создавая впечатление, что в комнате больше света, но на самом деле это не так?
Заставило задуматься, вот и подумал, что спрошу здесь :)
Я думаю, что в двух других ответах отсутствует интересный момент вашего вопроса. Давайте поместим лампочку внутри 100% отражающей сферы. Все испущенные фотоны останутся внутри сферы, а интенсивность света будет непрерывно увеличиваться до бесконечности.
Настоящие зеркала никогда не отражают на 100%, но есть зеркала с коэффициентом отражения 99,98 (это дихроичные зеркала, которые работают только в узком диапазоне длин волн). С такими зеркалами свет может отразиться 1000 раз, прежде чем покинуть сферу, поэтому интенсивность света внутри сферы будет в 1000 раз выше по сравнению с лампой без зеркал. Закон сохранения энергии не нарушается, поскольку новые фотоны не создаются.
То, что мы только что создали, на самом деле является оптическим резонатором , хотя обычно у нас есть одномерный корпус с двумя параллельными зеркалами и лазерным импульсом, захваченным между ними (как в спектроскопии кольцевого резонатора ). Вогнутые зеркала используются для лучшего захвата света.
Под «светом в комнате» я предполагаю, что вы имеете в виду Энергию, излучаемую лампочкой в секунду, обычно известную как «Мощность» (измеряется в ваттах). Вы также можете определить, сколько энергии попадает в определенную область, например, в газету, которую вы читаете. Эта новая величина называется Интенсивностью (Вт на площадь).
Поставив зеркала в комнате, вы никогда не измените общую «Мощность», энергию, выходящую из лампочки за определенное время. Вместо этого вы меняете интенсивность, т.е. количество света, падающего на вашу газету, но это всегда происходит за счет более темной части комнаты в другом месте.
Чтобы обратиться к последней части вашего сообщения, свет всегда движется с одной и той же скоростью.
Уважаемый Сев, во-первых, простая вещь. Свет в вакууме всегда движется со скоростью 299 792 458 метров в секунду: этот факт в точности соответствует современному определению одного метра. Скорость света в воздухе всего на 0,03% меньше скорости света в вакууме. Ничто никогда не движется быстрее света в вакууме.
Во-вторых, зеркала обычно отражают менее 100% падающего света — около 70%. Но это не главная проблема здесь.
В-третьих, энергия сохраняется, так что вы не сможете произвести намного больше «света», поставив зеркала. Нельзя осветить 100 дворов, имея 1 лампочку и «копируя» ее зеркалами. Почему нет? Хотя вы можете увеличить — и почти вдвое — «количество света», падающего на конкретную область, этот факт (более чем) уравновешивается тем фактом, что свет, поглощаемый областью, занятой самим зеркалом, не поглощается. впитывается.
Поэтому, когда дело доходит до энергетического баланса, идеальные зеркала (которые отражают 100% света, просто для простоты) только меняют распределение света — какие области в конечном итоге его поглощают, а какие только отражают. Общее количество поглощаемого света определяется общим количеством света, излучаемого лампочкой, и зависит только от лампочки (и ее мощности).
Если вы рассматриваете свет как «практичную вещь, позволяющую нам что-то увидеть», то вы хотите, чтобы свет отражался, например, книгой. Но счет для книги, отражающей свет, чтобы мы могли ее прочитать, аналогичен счету для объекта, поглощающего свет. Зеркала могут увеличить количество света, отражаемого конкретной книгой, но не могут увеличить количество света, отражаемого всей комнатой, при условии, что она имеет однородное альбедо.
Если вы посмотрите на лампочку и ближайшее зеркало, вы можете увидеть, так сказать, «две лампочки» и удвоенное количество света. Но это верно только с определенных направлений. С других направлений результат иной и часто противоположный. Например, если вы поместите глаза за зеркало так, чтобы лампочка находилась на противоположной от вас стороне зеркала, то вы не видите ни лампочки напрямую, ни неотраженного света от лампочки (и никакого света лампочки). отражается только зеркалами).
Этот урок гораздо более общий. Зеркала и любые другие приспособления могут перемещать энергию из одного места в другое или преобразовывать ее из одной формы в другую. Но они никогда не меняют общее количество энергии.
Привет ЛМ
Сев