無限鏡に生じる明るさ

質問

関連質問の立て方がわからなかったので、新たな質問にします。
「地球と太陽間で無限鏡をみるとは？」でのダウトに関わる質問です。

今、地球と太陽との間に、鏡を２つの合わせて見える無限の回廊、『無限鏡』が、なんらかの方法でつくれるのだとします。（方法については、別の質問で結果がでたとしています）

光は、地球と太陽との間で、往復に１６分かかります。ですから、（私はそんなこと信じちゃいませんが）１６分ごとに、相対する反対の鏡の像がひとつずつ増えていくと、そこを受け入れます。

今１６分たったので、一つ目の鏡の像が写りました。そこで、その領域の明るさを測ります。（理屈はおなじですから、ここで測るのは、色の合計値でも、温度でもなんでもかまいません）

次に、また１６分過ぎたので、二つ目の像が、最初の像の内側に現われます。そこで、さきほどと同じように、その明るさを測ります。何もなかった部分に、新たに像が写ったので、そこは先ほどより明るくなるはずです。

何回繰り返してもいいのですが、１つ１つはしだいに、暗くなりながらも、像が増えることを繰り返すたびに、合計の明るさは増してゆきます。明るさが増すということは、どこから沸いてきたのかが不思議ですが、何がしかのエネルギーが増えたと考えなければいけません。ほんとうだとしたら鏡は、便利な道具です。

さて、ここからが質問です。

１．この何らかのエネルギーとは、どこからうまれた何だと、考えればいいのでしょう？
２．なんとなく、どこかに間違いがあるという気がします。それはどこなのでしょうか？

回答No.2

noname#58790

太陽定数は１３６６W/ｍ＾２
関数を一切使用せず、算数のみを使って計算する。

距離を底辺、高さを１ｍ＾２の一辺、１ｍとおく。

太陽地球間を１４９５９７８７０ｋｍとおき、
太陽の半径を６９６０００ｋｍとすると、
距離比は２１５分の１

地球上で１ｍの高さが太陽表面では４．６５ｍｍ（０．００４６５ｍ）
太陽表面では、０．００００２１６ｍ＾２で１３６６W
１/４６２９６になる。

これをルートすると、２１５．１６
２１５＾２＝４６２２５

単純に距離を２倍すれば４３０＾２＝１/１８４９００の光量になる。

点Aが結像し、横に点Bが１６分後に結像すると考えて良い。
または、鏡に太陽を写し、近くの反射板で反射し、また鏡を明るく照らすと考えても良い。

お礼

あっ、ちょっと違った写るんだ。それで、エネルギーが増えるのではなく、印刷にデータが増えていんだよと。なるほど。

ありがとうございました。

回答No.1

masa2211

本題とは関係ないところで意味不明文が。

＞今、地球と太陽との間に、鏡を２つの合わせて見える無限の回廊、
＞『無限鏡』が、なんらかの方法でつくれるのだとします。
＞（方法については、別の質問で結果がでたとしています）
誰の意見のどこで結果が出たのですか？皆目わかりません。
ちなみに、どうするかというと、
マイケルソン－モーリーが行ったように、鏡の前に凸レンズを置くか、
反射鏡を３枚使う（コーナーキューブ）かすれば、
相当イイケゲンに鏡を置いても正確に180度反射します。
（尤も、1.5億キロ離れて正確に反射するのは、それなりの（＝現在の技術では不可能な）工作精度が要求されます。）

＞１．この何らかのエネルギーとは、どこからうまれた何だと、考えればいいのでしょう？
何回も反射を繰り返すだけの時間につぎ込まれたエネルギーの合計を計測
していることになるので、別にエネルギーが湧いてきたわけではありません。
実際、レーザーは、こうした方法でエネルギーを集約しています。
つまり、実用化済です。

＞１つ１つはしだいに、暗くなりながらも、像が増えることを繰り返すたびに、合計の明るさは増してゆきます。
＞２．なんとなく、どこかに間違いがあるという気がします。それはどこなのでしょうか？
反射のたびにどれくらい暗くなるかという量の面が全く考慮されていない、すなわち
合計の明るさは、反射ゼロ回とくらべほとんど増えない点。
光源が、はるかかなた（たとえば近隣の恒星）にあるなら話は別ですが、
光源が地球にあるとして、
反射ゼロ回：距離はほとんどゼロのときの放射エネルギー。
反射1回　　：距離3億キロの場合の放射エネルギー。
反射2回　　：距離6億キロの場合の放射エネルギー。
測定しているのは単位面積あたりエネルギーであって全エネルギーではないから、
単位面積あたりエネルギーは距離の2乗に比例するので、距離3億キロもあれば減衰が甚だしく、
事実上反射ゼロ回のエネルギーで決まります。
ですので、地球太陽という距離が明らかに長すぎます。
これでは、「エネルギーは距離の2乗に比例」の部分を解除するためには、
地球が太陽をまわる軌道より大きい鏡を作って、少し斜めになった光も利用できる
ようにしない限り、エネルギーを溜めるのは無理です。
※もう１つ、波長の整数倍の場合に限りエネルギーを溜めこめます。
※※「共振」といって、振動であれば共通に起こる物理現象です。

お礼

「別にエネルギーが湧いてきたわけではありません」
ありがとうございます。なるほど、よくわかりました。

例えば、測定した明るさをプリンタに打ち出せば、次々とそれが増えてゆくけれど、「それはエネルギーが増えたのではなく、データが増えているんだよ」と、こう書いてありませんが、そういった類です。

そして、事実上反射ゼロ回のエネルギーで決まるので、そこまでの合計をプリンタで印刷しても、変化などわからないし、鏡に写ってはいるんだけど、減退がはなはだしくて、地球が太陽をまわる軌道より大きい鏡をつくらないと、それも写っているとはわからないよと。なるほど。

ところで、光は波です。そこで、波長を変え別の波にすれば、反射を繰り返す様子を観測できないだろうか？　鏡がなくてもいいし、１６分ごとのデータを並べれば、それが無限鏡の像だと考えられないか？　と思いました。しかしそれは、もう無限鏡ですらないと考えるのでしょうか？

補足

（方法については、別の質問で結果がでたとしています）
とは、誤解をまねく書き方でした。まだ結果はでていない途中で、別の質問をしているので、いつかどこかで結果がでたとして、そちらには触れないと、そういう意味をここでは伝えたいのです。申し訳ないのですが、そう読んでください。