虫眼鏡を使って太陽光の焦点を合わせると、船のような大きなものを燃やすことができます。ただし、これを行うのは非常に難しく、非常に大きなミラーが必要になります。
私たちの多くは、レンズを通して太陽光を特定の場所に集中させて、人生で少なくとも一度は一枚の紙を燃やしたに違いないと確信しています。黒い斑点の最初のヒントが紙に現れるのを見るのは奇妙ですが、非常に満足です!小さな紙を燃やすことに成功した後、多くの人が同じ原理を使って比較的大きなものを燃やそうと試みましたが、ほとんどまたはまったく成功しませんでした.
私たち全員が行った最もクールな光学実験 (画像の出典:www.mikebechtle.com)
ただし、安心してください。他の多くの人がまったく同じことをしようとしています。実際、伝説によると、有名なギリシャの科学者で数学者であるアルキメデスも、指数関数的に大きな規模でのみ、同じ原理を使用して破壊を引き起こすことを考えていました.彼は、ギリシャに侵攻しようとしていたローマの船に多数の鏡 (または 1 つの巨大な鏡) を通して日光を集中させることによって「死の光線」を作成したと言われています。伝説によると、彼は死の光線を使ってそれらの敵船を焼き払い、敵軍を完全に混乱させました。
ただし、この投稿では、伝説の後半部分には特に関心がありません。むしろ、アルキメデスが実際にそのような手ごわい「死の光線」を作ったかどうかを知りたい.さらに重要なことは、鏡を通して日光を船に集中させることで船を燃やすことは実際に可能ですか?
鏡の「燃える」可能性
虫眼鏡が一枚の紙を燃やす仕組み
小さなレンズを使った小さな「紙焼き」実験に戻りましょう。太陽光、または太陽から来る光線は、特定の量のエネルギーを運びます。通常の状態では、太陽光線が紙に火をつけることはありません。これは、光線が拡散しているか、互いに離れすぎているため、紙に目に見える大きな影響を与えることができないためです。
しかし、一枚の紙とそこに向かう光線の間に虫眼鏡を置くと、本質的にこれらの光線が互いに近づき、特定のスポット (「焦点」と呼ばれる) に収束し、最初に黒くなります。そして、時には非常に劇的に炎上します!
同じ原理を、より大きなもの、たとえば船を燃やすために使用できますか?
理論的には、はい…もっと大きなものを燃やすことができます（できるものだけ つまり、アルキメデスの船を燃やす伝説には理論的な根拠があるということです。
そうは言っても、実際の状況では、巨大な船を炎上させることは言うまでもなく、木片をくすぶらせることは十分に困難です!この手法を使用して船を燃やすには、実際には克服できない困難がいくつかあります。いくつか見てみましょう:
鏡のサイズ
アルキメデスを動揺させた最初のことは、鏡が必要だったに違いありません。そしてそれで巨大なもの！ほら、小さな虫眼鏡で薄い紙に穴を開けるのは簡単ですが、等身大の船をかなりの距離から燃やしたり、ごくわずかな炎を引き起こしたりする場合は、実用的ではありません。巨大な鏡。
仮に、アルキメデスがそのような巨大な鏡にアクセスできたとしましょう。次に、彼はそれを輸送し、操縦し、それほど困難なく、できるだけ迅速にターゲットに正確に向ける方法を考え出さなければなりませんでした.その上、アルキメデスは鏡を動かしながら少しでも鏡にひびを入れたりへこませたりしたくないはずですよね?
ミラーのクラスターを使用していますか?
アルキメデスが 1 つの巨大な鏡を使用するのではなく、小さな鏡のクラスターを使用したと仮定しましょう。さて、何か問題がありますか?
はい…実際にはたくさんあります。
科学者の A. A. ミルズと R. クリフトは、この歴史的な伝説を調査し、「アルキメデスの燃える鏡の反射」と呼ばれる研究を European Journal of Physics に発表しました。彼らは、それぞれ 1 平方メートルの鏡を持った 440 人の男性が、50 メートルの距離に置かれた木製船体の 1*0.5 メートルの小さな領域に点火し始めるのに必要であることを発見しました。つまり、巨大なミラーを試したくない場合は、少なくとも 440 個のミラー が必要になります。 正確にターゲットに向けるのと同じくらい多くの男性.
そのすべての努力の後でさえ、あなたは望ましい結果を得るにはほど遠いでしょう.仮に 440 人の兵士を外科的精度で一点に向けさせたとしても、塩水 (船に乗っている兵士が容易に利用できる) で簡単に消すことができる小さなくすぶりを作成することしかできません。また、敵の船は動かず、あなたの鏡の配列が深刻なダメージを与えるのを待つだけだと思いますか?
ディスカバリー チャンネルの人気番組である Mythbusters も、ミラーを使用するだけで船を燃やすことができるかどうかをテストし、最初に、複数のミラーの反射ビームを 1 点に集中させるのは困難な作業であると結論付けました。数百度の温度を達成することはできますが、それでも船全体を焼き尽くすほど熱く強力ではありません.
全体として、鏡を使用して太陽光を船に集中させて船を焼き尽くすことは事実上不可能です。ただし、敵船に乗っている特定の乗組員の皮膚を盲目にしたり、困惑させたり、火傷を負わせたりすることはできます。
この種の敵への攻撃に関するアルキメデスのアイデアはあまり筋が通っていませんが、歴史は常に勝者によって語られます!
