Koutový odražeč na Měsíci

Ahoj, tady Destin. Vítejte u Smarter Every Day. Víte, že v šedesátých a sedmdesátých letech zanechali astronauti rakety Saturn 5 na Měsíci zařízení k experimentům? Jedno tam stále je a funguje. Dostáváme z něj data. Než ho však popíšu, musím si odskočit na záchod. Když jsem tady studoval, sdíleli jsme budovu s NASA, což je zajímavé, protože si tu při každém mytí rukou vzpomenu na Měsíc.

Podívejte. Na jedné zdi je zrcadlo. Na protější taky a obraz se zanořuje. Způsobuje to spoustu zajímavých věcí, ale dneska nás zajímá tenhle bod. Sledujte. Nehledě na to, kde stojím, kamera je vždy vidět v rohu zrcadla.

To je velice důležité pro NASA a výzkum Měsíce. Je to tak důležité, že vysvětlení přenechám Henrymu z MinutePhysics. Podívejme se na to. Koutový odražeč je geniální a nádherně jednoduché zařízení. Využívá toho, že zrcadlo odráží jednu dimenzi světa. Máte-li zrcadla dvě, můžete odraz vrátit. Pokud je druhé zrcadlo oproti prvnímu v pravém úhlu, tak se obraz při zpětném odrazu otočí o 180 stupňů.

Když tedy vyšlete světlo do koutového odražeče, nezávisle na směru paprsku nebo natočení odražeče, se obraz otočený o 180 stupňů vrátí zpět do svého zdroje. Vidíte, že nápis na kameře je opačně. Když se však přesunu sem, do rohu... Sledujte, lze ho přečíst. Na tričku to bude vidět lépe. Nešlo přečíst a teď jde, protože vidíte odraz odrazu.

Ale co tohle... Podívám-li se do rohu a namířím-li kameru nahoru, nejsem v obraze, nevidím objektiv. Takže se ke mně obraz nevrátil tak, jak jsi to popisoval. To proto, že se obraz odráží jen ve dvou vodorovných směrech. Chybí zrcadlo pro odraz svislého směru. Pokud tam ve správném úhlu bude, všechno se zrcadlově převrátí, srovná a znovu převrátí.

Takže bude nápis pozpátku, ale můžeš si s kamerou hýbat, jak chceš, a dokud uvidíš všechna zrcadla, uvidíš uprostřed i sám sebe. Matematicky, chcete-li převrátit vektor, musíte převrátit všechny jeho prvky. Proto jsou na převrácení obrazu ve 3D potřeba tři zrcadla. Jedno zrcadlo na každou dimenzi.

Je to stejné jako odrazky na silnici. Tenhle sloupek srazila manželka sekačkou. Jsou v něm vidět drobné koutové odražeče. Správně, ale tyhle jsou nepřesné. Záměrně, protože přesný odražeč by světlo odrážel zpátky na auto a ne do očí. Zrovna tu s sebou v Německu mám pár koutových odražečů. A kdo je tohle?

Johan, chlápek přes lasery z Nizozemí. Pamatujete, ne? Tenhle odražeč je tak přesný, že ho můžu umístit sem na most, dojít až k dalšímu mostu, zamířit laserem a dokonce i v tomhle počasí dostanu odraz. Sledujte. Copak děláš, Johane? Zahřívám si laser. Dobrá, a proč že to děláš?

Aby měl správnou teplotu, je na to citlivý. Dobře, můžeš ho trefit? A je to. Dostali jsme odraz, a to asi z pěti set metrů, že jo? Spíš z tři sta padesáti. - Jak to víš? - Počítal jsem kroky. Dobrá, tady je otázka. Pokud dokáže Johan dostat dobrý odraz ze tři sta padesáti metrů v chumelenici a s ručním laserem, na který musí dýchat, aby se nevypnul, co by šlo dělat s velice přesným odražečem umístěným na Měsíci?

Přesně to udělala Apolla. Jaká měla čísla? Jedenáct, čtrnáct a patnáct. Apolla 11, 14 a 15 umístila odražeče na Měsíc a dodnes se s nimi provádějí experimenty. Správně, například měření vzdálenosti Měsíce. Pokud víte, jak dlouho cestuje foton na Měsíc a zpět, vynásobíte to rychlostí světla, vydělíte dvěma a je hotovo.

Na centimetry. Přesně, Henry. Vystřelíme laserem na Měsíc... a o 2,56 vteřiny později, děleno dvěma, to je 1,28 vteřin k Měsíci. Když to spočítáte, tak je to takhle daleko. Je to užitečné pro detailní porozumění nuancí rotace a oběžné dráhy Měsíce, měření pohybu tektonických desek a také testování principů zákona relativity.

Tyto odražeče se nevyužívají jen v optice. Lze jimi odrážet jakýkoli typ elektromagnetického záření. Zde, ve Frankfurtu, vidíte most s příčkami spojujícími ty velké sloupy. Právě pod ním chce proplout loď. Na okraji mostu můžete vidět odražeče. Nejsou však skleněné, ale kovové. Loď je pomocí radaru a odražečů naváděna tak, aby do mostu nenarazila.

Jde o pasivní maják, u kterého se místo světla používá radar. Bezva, koutové odražeče jsou vlastně majáky určující vzdálenost, ale nepotřebují vlastní zdroj energie. Proto se hodí pro experimenty na Měsíci. Astronauti z Apolla toho na Měsíci nechali víc. Podívejte se na můj kanál, MinutePhysics, a dozvíte se víc. Můžete pokračovat na kanálu MinutePhysics. Takhle chodili astronauti z Apolla na záchod.

Jak to dělali v lunárním vozítku? Princip bude stejný, ale asi to tam pak nechali. Uvědomujete si, že na Měsíci může ležet bobek? Pojďme to probrat. To mě nikdy nenapadlo. Vždycky se řeší jiné věci. Nechali svoje bobky na Měsíci? Asi museli. Proč by to vozili zpátky? Na výletě jsem jednou hledal ideální místo.

Ten astronaut mě ale přebil. Je to nejvzdálenější ToiToika na světě. Nejodlehlejší mobilní záchod je momentálně na Měsíci. Přeložil: Ibex www.videacesky.cz