Уголковый отражатель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Принцип действия
Рупор (уголковый отражатель) для тестирования радара
Буй в бухте г. Сан-Диего. Ниже электрической лампы (там, где цифры 14) виден сдвоенный по вертикали уголковый отражатель сигналов радара

Уголковый отражатель — устройство в виде прямоугольного тетраэдра со взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями. Излучение, попавшее в уголковый отражатель, отражается в строго обратном направлении[1].

Принцип действия [1][править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Уголковый отражатель «Лунохода-1» обеспечил порядка 20 измерений в 19711972 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 освещен 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[править | править вики-текст]

Уголковые отражатели обычно используются для

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Доказательство приведено в: Кравцов В., Сербин И. Уголковые отражатели // Квант : журнал. — 1978. — № 12. — С. 7—9,46.
  2. 1 2 Автоматическая станция «Луна-21»