RAGYOGÓ KOSZORÚ KARÁCSONYI GÖMBÖN


Egy kézi készítésű dísz mindig emeli az ünnepek fényét, hát még akkor, ha a dísz a szépségét némi optikai érdekesség okán nyeri el. Kovács Attila mutatta be a flitterekkel ékesített karácsonyi gömbről készült képeit, amelyek láttán felmerült a kérdés: miért, hogyan?



A megjelent mintázat koszorú-jellegű volt, így valami erre visszavezethető okot kellett keresni. Azonban ahhoz, hogy koszorú alakulhasson ki, szükség van valami igen kis méretű szemcsésségre, amin egyáltalán létrejöhet az elhajlás jelensége. Mi van a flitteren, ami ilyen jelenséget okozhat? Mivel az első képekből ez nem derült ki, megkértem fotósunkat, hogy készítsen még képeket a gömbről, olyat is, amelyen a flitterek közelebbről is látszanak. Kiderült, hogy a flitterek ún. "hologramos" flitterek, vagyis az egyes kis lapocskák olyan szemcsézettséget tartalmaznak, amin már megjelennek a színek, holott maguk a lapocskák egyszínű aranysárgák. A hologramos lapocskákat olyan technológiával készítik, amivel a felületükre mikronos méretű szemcséket nyomtatnak - hasonlóan a biztonsági jelzések hologramjaihoz, amikkel pl. árucímkéken, iratokban, zárjegyen találkozhatunk, ezeknél azonban rendezetten nyomtatják a szemcséket, hogy egy adott mintát hozzanak vele létre, míg a dísznek készültek esetében rendezetlenül, az összevissza felvillanó színek hatására építve készül a nyomtatás.



A "hologramos" flitterek közelről - rendezetlen színmintával




Zárjegy biztonsági hologramja, rendezett mintával


Ahhoz, hogy a koszorú mintázata kialakuljon, szükséges az is, hogy a szemcsézett anyag gömbfelületen helyezkedjen el, hisz így lehetséges, hogy a rendezetlen szemcsézettség ellenére is lesznek bőven olyanok, amelyek egyféle színt juttatnak a szemünkbe. Azonos szögből érkező fénysugár azonos színeket villant fel a flitterlapocskákon, a fény irányváltozásával a megvilágított lapocskák és a létrejövő színek is változnak.
Fehér fény esetén a színes összetevők külön-külön létrehozzák a maguk saját színgyűrűit, ám ezek összeadódva egy színes gyűrűsorrá állnak össze, ahogy az égen a glória vagy koszorú esetében. Ha azonban monokróm fényforrást használunk, nem látunk színeket!

Szimuláció fehér fény hatására kialakult koszorúra ( Iris szoftver, ©2002 Les Cowley. All rights reserved. )


Attila ezt is demonstrálta egy piros LED fényével világítva a gömböt. A gyűrűk itt is kialakulnak, de mindegyik piros lesz, hisz a piros fényt nem lehet felbontani! Ugyanez lett volna más monokróm fényforrás esetében is az eredmény, a fényforrás színének megfelelően, természetesen.



A gömb piros, monokróm fényű LED-del világítva


Házilag bárki kísérletezhet ezzel egy CD vagy DVD lemez és zseblámpa, valamint monokróm LED-es fényforrás segítségével (éjjeli észlelőlámpa, ill. kulcslyukvilágítós öngyújtók, kulcstartók LED-je), a CD-n fehér fénynél színekre bomló sávok látszanak, monokróm fénynél a fény színével egyező sávok.



Egy DVD lemezt pontosan felülről megvilágítva a színes minta gyűrűkben jelenik meg.

Piros színnél viszonylag szélesek a gyűrűk, de pl. kék LED világítás esetén láthatóan keskenyebbek lennének, mivel az elhajlás esetében a fény hullámhosszától is függ a gyűrűk szélessége (adott szemcseméret esetén). Ha a Nap nem fehér, hanem monokróm fényt bocsátana ki, akkor az égen látott koszorúk is egyszínű gyűrűkből állnának!



Kék monokróm fényben ( Iris szoftver, ©2002 Les Cowley. All rights reserved. )



Vörös monokróm fényben ( Iris szoftver, ©2002 Les Cowley. All rights reserved. )

Mi kell még, hogy a karácsonyi gömb a szép koszorút megmutassa? Az, hogy a gömb forog. Álló gömb esetében is ott a minta, azonban elvész a sokféle színű becsillanás közt.



Álló gömb esetében csak a sokféle, összevissza szín látható, erősen hunyorítva látszik csak a gyűrűs minta

Ha megpörgetjük a gömböt. Ekkor a megvilágítás a gömb egy adott pontja szempontjából folyamatosan változik, a fényforráshoz képest a gömb felületén ugyanott másik-másik szemcsék villannak fel, azonban az emberi szem ezt nem képes követni, így a sok színes felvillanás határozott mintává áll össze a szemünk tehetetlensége miatt. (Ha egy klasszikus forgástestet akarunk bemutatni, s a csúcsánál fogva megpörgetünk egy háromszöget, a szemünk máris kúpot fog látni helyette; ha kinézünk a gyorsan robogó vonat ablakán, a táj egy csíkként jelenik meg előttünk, stb.) Minél gyorsabban pörög a gömbünk, annál "összefolytabb" színű, egységesebb a rajta látható koszorú.



Lassan pörgetett gömb esetében "szétesik" a minta



Gyorsan pörgő gömbön szép, egyenletes színgyűrűket láthatunk.



Rengeteg tárgy van a háztartásokban, amikkel lehet optikai kísérleteket végezni, engedjük szabadjára a fantáziánakt és játsszunk el velük!



© Landy-Gyebnár Mónika 2012.