Уголковый отражатель — устройство в виде прямоугольного тетраэдра со взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями. Луч, падающий на уголковый отражатель, отражается строго в обратном направлении[1].
Принцип действия [1]
Рассмотрим случай, когда падающий луч не перпендикулярен ни одной из плоскостей. Остальные случаи разбираются аналогично.
Пусть направляющий вектор падающего луча имеет в системе координат, оси которой перпендикулярны плоскостям уголкового отражателя, координаты (a, b, c). Падающий луч отразится последовательно от всех трёх зеркальных поверхностей. После первого отражения его направляющий вектор станет равен (-a, b, c), после второго (-a, -b, c), после третьего (-a, -b, -c). Ясно, что вектор (-a, -b, -c) направлен противоположно направляющему вектору исходного луча.
Особенности изготовления
Несмотря на одинаковый принцип, отражатели для оптических и радиоволн отличаются исполнением. Отражатели для оптического диапазона, как правило, изготовляются в виде прямоугольного тетраэдра из прозрачного материала (стекло, прозрачные пластики). Лучи света отражаются от граней за счет эффекта полного внутреннего отражения. Весь отражатель состоит из множества тетраэдров. Со стороны, откуда приходят лучи, каждая ячейка выглядит как равносторонний треугольник. Таким образом добиваются минимальной толщины всего устройства и его стоимости без какого-либо ущерба для основной функции.
В особых случаях, когда требуется особая точность отражения, уменьшением размеров пренебрегают, чтобы получить как можно более высокую точность изготовления.
Знаменитые применения уголковых отражателей
Уголковый отражатель «Лунохода-1» обеспечил порядка 20 измерений в 1971—1972 годах, но затем его точное положение утерялось. 22 апреля 2010 года американские учёные из университета Калифорнии в Сан-Диего сообщили, что смогли впервые с 1971 года принять лазерный луч от уголкового отражателя «Лунохода-1».
Уголковый отражатель был установлен на автоматической станции «Луна-21»[2]. С поверхности Земли участок Луны, на котором находилась автоматическая станция с уголковым отражателем, был освещён лучом лазера. Луч «вернулся» в то же место, где находился лазер. Измерив точное время от момента включения лазера до момента возвращения сигнала, удалось с весьма высокой точностью (до 40 см) найти расстояние от поверхности Земли (от лазера) до поверхности Луны (уголкового отражателя станции)[2].
Применения на практике
Уголковые отражатели обычно используются для
- точного измерения расстояний (для лазерной локации Луны, ИСЗ; топосъёмке, строительстве);
- возврата излучения точно назад (катафот, ложные цели и ловушки радиоэлектронной борьбы, повышение заметности навигационных знаков для радиолокаторов судов).
Рекордные модели
- Самый крупный на момент своего изготовления ретрорефлектор диаметром 304,8 мм (1 фут), был изготовлен в Валли-Стрим, штат Нью-Йорк, компанией Precision Lapping & Optical Co. по заказу Лаборатории им. Линкольна Массачусетского технологического института в 1977 году[3].
См. также
Примечания
- 1 2 Доказательство приведено в: Кравцов В., Сербин И. Уголковые отражатели // Квант : журнал. — 1978. — № 12. — С. 7—9,46.
- 1 2 Автоматическая станция «Луна-21».
- ↑ World’s largest retro-reflector. // Optical Spectra, April 1977, v. 11, no. 4, p. 22.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .