О чем писал Nature в 1901 году

[leblon]

Последние несколько дней слушал лекции про то, как работают обычные полупроводниковые диоды, и наткнулся на упоминания термических и оптических диодов. Термический диод хорошо проводит тепло в одну сторону и плохо - в другую. Полезная вещь.  Оптический диод еще круче: свет свободно проходит в одну сторону, и совсем не проходит в другую. То есть, Б может видеть А, но А не может видеть Б. Оказывается, такое устройство предложил еще лорд Рэлей. Выглядит оно так: два поляризатора, повернутые на угол 45 градусов, а между ними оптически активная среда, которая вращает поляризацию тоже на 45 градусов. Так что поляризованный свет прошедший через А полностью проходит через поляризатор Б. А вот если пустить свет обратно, то свет, прошедший через Б, будет полностью поглощен поляризатором А. Действительно, если поляризация света из А в Б поворачивается на 45 градусов по часовой стрелке (если смотреть из А), то поляризация света из Б в А повернется на 45 градусов против часовой стрелки если смотреть со стороны Б! Т.е. повернется на 45 по часовой стрелке если смотреть со стороны А. Т.е. поляризация свет, доходящего до А, будет перпендикулярна оси А, и свет будет полностью поглощен. 

ОК, ну и что? Вин (чей закон Вина) несколько лет спустя независимо предложил такое же устройство и написал, что оно, вроде, нарушает 2й закон термодинамики. А именно, если оптический диод использовать как мостик между двумя резервуарами с тепловым излучением, то можно будет перекачивать энергию из одного в другой независимо от того, с какой стороны температура выше. Рэлей тут же ответил коротким письмом в Nature, где объяснил ошибку Вина. Она несложная. 

Обычный диод, кстати, тоже можно было бы попытаться использовать как демон Максвелла чтобы фильтровать "шумовые" электроны летящие слева направо и справа налево и построить вечный двигатель 2-го рода.  Конечно, и это не работает. 

Comments

[leblon]

У Вина чуть другое устройство рассматривается. В моем описании, предполагается что свет, который не прошел через поляризатор, полностью им поглощается. Такое устройство очевидно нельзя использовать для построения вечного двигателя 2го рода потому что процесс не циклический: в процессе работы устройства поляризаторы постоянно нагреваются. У Вина же предполагается, что свет "неправильной" поляризации отражается от поляризаторов и возвращается обратно. Тогда процесс циклический, но зато, как объясняет Рэлей, устройство перестает работать как диод.

[juan_gandhi]

А, вот оно. Объяснение Рэлея я понял, но не понял тогда, как же оно работает. А это было доказательство от противного.

Кстати, интересно, а поляроидные солнечные очки нагреваются, или что. Судя по тому, что отражают они мало, должны нагреваться.

Я еще люблю показывать, как с помощью поляроидных очков можно найти направление на юг, даже при облачности.