Kaustika Brune Pauna, 26. rujna 2011. godine

kaustika, šalica, kava

Ja sam već mnogo puta pisao o kaustici na stranicama "Konstrukcije stvarnosti". I ne, ne radi se ni o kaustičnoj sodi ni o enkaustici, ni o onome nečemu trećem što slično zvuči. Radi se o (prirodnom) fokusiranju svjetlosti, tj. o nastajanju nehomogenosti u, početno homogenom snopu svjetlosti nakon što se refraktira ili reflektira od objekata. Te nehomogenosti se mogu vidjeti na nekoj podlozi, zaslonu.



Pa zašto nakon svega toga opet post o kaustici? Zato jer postoji sretan razlog za to, a to je da je moj student Bruno Paun danas uspješno obranio svoj diplomski rad "Istraživanje kaustike metodom praćenja svjetlosnih zraka i usporedba s eksperimentom". S Bruninim dopuštenjem >> OVDJE možete downloadirati njegov diplomski rad u PDF formatu.

Na slikama iznad prikazane su Brunine simulacije kaustike u refleksiji u šalici kave ovisno o kutu upada svjetlosti. Kako se kut upada mijenja, mijenja se i izgled kaustike i veličina i oblik sjene na površini kave. Slike ispod prikazuju kako se izgled kaustike mijenja za fiksan položaj izvora svjetlosti, ali za promjenjljivu visinu kave u šalici. Dakle, kako pijete vašu kavu, očekujte da vidite i promjene u kaustici.

kaustika, šalica, kava

Nemojmo zaboraviti da ovo nisu šalice... "Prava" šalica prikazana je na slici ispod. Ovdje se radi o fotografiji, tj. eksperimentalnom određenju kaustike u refleksiji. Na osnovu ove šalice Bruno je načinio PovRay modele koje je koristio u modeliranju kaustike metodom praćenja svjetlosnih zraka.

kaustika, šalica, kava, fotografija

Prema eksperimentima s kaustikom na metalnoj cijevi s bliskim, točkastim izvorom svjetlosti (Grace Weir i Brendan Guilfoyle iz 2005. godine), Bruno je načinio PovRay simulacije. Usporedba eksperimenata i simulacija prikazana je na slikama ispod (gornji red je eksperiment, a donji PovRay simulacije).

kaustika, prsten, eksperiment
kaustika, prsten, povray

Osim kaustike u refleksiji, Bruno je proučavao i kaustiku u prolaznoj svjetlosti, u refrakciji. Naravno, najljepši primjer takve kaustike možemo vidjeti u morskom plićaku, na "onom našem" posebnom mjestu, skrivenom od pješaka i nepristupačnom gliserima i jahtama, gdje se dva gnjurca svakodnevno natječu u ronjenju na dah. Eh, sad sam malo pretjerao, pa se brzo vraćam Bruninom diplomskom radu. Na slikama ispod prikazana je Brunina simulacija kaustike u bazenu.

kaustika, bazen

Bruno pokazuje kako je izgled kaustičke mreže na dnu i na stranama bazena izravno ovisan o obliku površine vode i o dubini bazena. Tako je na slikama ispod prikazana kaustika kad je površina vode sinusni val duž samo jedne koordinate, tj. visina vode je konstantna u smjeru okomitom na smjer propagacije vala, a duž smjera propagacije mijenja se po zakonu sinusa.

kaustika, bazen

Nešto kompleksnija površina vode dana je sumom odn. umnoškom sinusnih funkcija duž dva okomita smjera, a pripadajuće kaustike prikazane su na slici ispod.

kaustika, bazen

I na kraju (slika ispod), kaustika nastala upotrebom f_noise3d funkcije iz PovRaya koja predstavlja zadovoljavajuću površinu vode. Ova kaustika prilično sliči onoj "stvarnoj". Fino.

kaustika, bazen

Mnogo dodatnih zanimljivih informacija o kaustici može se naći u >> Bruninom diplomskom radu, a njegova prva polovica predstavlja i dobar uvod u PovRay i to na hrvatskom.

A da i ja nešto doprinesem ovom postu, klikom na video ispod započinje YouTube stream na kojemu možete vidjeti kaustiku u plićaku koju sam snimio na otoku Krku 18. rujna ove godine, na jednom posebnom mjestu gdje se dva gnjurca svakodnevno natječu u ronjenju na dah. Ali zbilja.

Zadnji put osvježeno: 26. rujna 2011. godine.