Кутниковий відбивач
Кутниковий відбивач (англ. Corner reflector) — пристрій у вигляді прямокутного тетраедра із взаємно перпендикулярними відбиваючими площинами. Промінь, який падає на кутниковий відбивач, відбивається строго в оберненому напрямку[1].
Принцип дії[1][ред. | ред. код]
Розглянемо випадок, коли падаючий промінь не є перпендикулярним до жодної з площин. Інші випадки розглядаються аналогічно.
Нехай напрямний вектор падаючого променя має в системі координат, осі якої перпендикулярні до площин кутникового відбивача, координати (a, b, c). Падаючий промінь відіб'ється послідовно від усіх трьох дзеркальних поверхонь. Після першого відбиття його напрямний вектор дорівнюватиме (-a, b, c), після другого (-a, -b, c), після третього — (-a, -b, -c). Зрозуміло, що вектор (-a, -b, -c) спрямований протилежно до напрямного вектора вихідного променя.
Особливості виготовлення[ред. | ред. код]
Попри однаковий принцип дії, відбивачі для оптичних та радіохвиль відрізняються виконанням.
Відбивачі для оптичного діапазону, зазвичай, виготовляють у вигляді прямокутного тетраедра з прозорого матеріалу (скло, прозорі пластики). Промені світла відбиваються від граней за рахунок ефекту повного внутрішнього відбиття. Увесь відбивач складається з великої кількості тетраедрів. З боку, звідки приходять промені, кожна комірка виглядає як рівносторонній трикутник. Таким чином добиваються мінімальної товщини всього пристрою і його вартості без будь-якої шкоди для основної функції.
В особливих випадках, коли потрібна особлива точність відбиття, зменшенням розмірів нехтують, щоб отримати якнайвищу точність виготовлення.
Знамениті застосування кутникових відбивачів[ред. | ред. код]
Кутниковий відбивач планетоходу «Луноход-1» забезпечив порядку 20 вимірювань в 1971–1972 роках, але потім його точне розташування було втрачено. 22 квітня 2010 року американські вчені з університету Каліфорнії в Сан-Дієго повідомили, що змогли вперше з 1971 року прийняти лазерний промінь від кутникового відбивача «Луноход-1».
Кутниковий відбивач був встановлений на автоматичній станції «Луна-21»[en][2]. З поверхні Землі ділянка Місяця, на якій знаходилась автоматична станція з кутниковим відбивачем, була освітлена променем лазера. Промінь повернувся в те ж місце, де знаходився лазер. Вимірявши точний час від моменту включення лазера до моменту повернення сигналу, вдалося з досить високою точністю (до 40 см) знайти відстань від поверхні Землі (від лазера) до поверхні Місяця (кутникового відбивача станції)[2].
Застосування на практиці[ред. | ред. код]
Кутникові відбивачі зазвичай використовуються для:
- точного вимірювання відстаней (для лазерної локації Місяця, штучних супутників Землі, топографічної зйомки, будівництва);
- повернення випромінювання точно назад (катафот, хибні цілі та пастки радіоелектронної боротьби, підвищення помітності навігаційних знаків для радіолокаторів суден).
Див. також[ред. | ред. код]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ а б Доведення наведено в: Кравцов В., Сербин И. Уголковые отражатели. — Квант, 1978. — № 12. — С. 7—9,46.(рос.)
- ↑ а б Автоматическая станция «Луна-21» [Архівовано 12 лютого 2010 у Wayback Machine.](рос.)