Kaustika Brune Pauna, 26. rujna 2011. godine

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. Navodim prethodne postove o kaustici pa će vam stvari možda biti jasnije:

• O Magnum Mysterium: Kaustika u morskoj spilji.
• Gospodar prstenove kaustike: Kaustika u refleksiji s nutarnje strane metalnog prstena.
• Kaustika u refrakciji: Kaustika u čaši whiskyja s kockama leda.

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.

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.

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).

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.

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.

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

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.

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.

<< Vanzemaljske školjke

Portret zrcala >>

Zadnji put osvježeno: 26. rujna 2011. godine.