Почему велосипедные катафоты светятся в темноте: все дело в физике
Другие названия катафота – «световозвращатель» и «ретрорефлектор». Все три буквально означают одно и то же, только первое слово производится от греческих корней «ката» и «фот» (рус. «против» и «свет»), второе – чисто русский вариант, а третье производится от латинских корней, его предпочитают в англоязычных странах.
Катафоты видели, наверное, все. Любой дорожный транспорт, от велосипедов до автомобилей, оснащается ими в обязательном порядке. Кроме того, их часто прицепляют к детским ранцам и одежде.
Их основное назначение – повышение безопасности, поскольку катафоты умеют возвращать свет, отражая луч в том же направлении, откуда он пришёл.
Загадочное поведение
Катафот ведёт себя следующим образом.
- Ярко вспыхивает всей поверхностью, если луч света идёт примерно с того направления, в котором находитесь и вы – например, если вы держите фонарик или ведёте машину с включенными фарами.
- Если выключить источник света, он погаснет.
- Если вы находитесь в одном месте, а источник света в другом, катафот останется тёмным.
- Если источника света нет, он, опять же, останется тёмным.
- Если катафот подставлять свету под разными углами, он всё равно будет возвращать его в обратном направлении.
Всё дело в правильном угле
Действие катафота основано на интересной геометрической закономерности. Если составить три блестящие поверхности под прямым углом, получится внутренний угол куба. Свет, направленный на этот «вынутый» куб, последовательно отражается от всех трёх поверхностей. Причём сумма углов отражения равна 180º независимо от того, под каким углом упал свет.
Понять проще, если взять двумерный вариант. При этом происходит два отражения. Нетрудно заметить, что любой луч, падающий на поверхности, составленные под правильным углом, отразится на 180º.
Существует второй вариант ретрорефлектора, имеющий форму шара, наполовину утопленного в отражающей поверхности. Глаза кошки, способные светиться в темноте – биологический пример такого устройства. Так же устроены «кошачьи глаза», которые встраивают в дорожное полотно.
Принципиально так же устроены и световозвращающие полоски на одежде и обуви, и современная дорожная разметка.
А где ещё можно использовать катафоты? Напишите в комментариях. Наши читатели часто предлагают интересные идеи.