Witaj GOŚCIU ( Zaloguj się | Rejestracja )
 
 
Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Słoneczny laser Archimedesa
     
usunięte 231218
 

Unregistered

 
 
post 29/09/2014, 8:33 Quote Post

Vitam

Podczas oblężenia Syrakuz przez Rzymian w latach 214-212 pne, mieszkający tam Archimedes miał, przy użyciu luster, zapalić zbliżającą się do miasta rzymską flotę. Informację o tym przekazał po raz pierwszy bodajże Lukian z Samosaty w przeszło 350 lat później. Po nim powtarzali to inni.
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat co najmniej kilkakrotnie próbowano eksperymentalnie dowieść prawdziwości tej opowieści. Wyniki nie są jednoznaczne, bodajże tylko raz udało się uzyskać widowiskowy fajerwerk, reszta to ledwie tlenie się lub zwęglanie. Nie od rzeczy jest spostrzeżenie, że podobny efekt tańszym kosztem dadzą płonące strzały.
A co Wy sądzicie o prawdziwości tej opowieści?
 
Post #1

     
Pielgrzym
 

IV ranga
****
Grupa: Użytkownik
Postów: 355
Nr użytkownika: 30.075

Andrzej Pietrachowicz
Stopień akademicki: mgr inz.
Zawód: inzynier budownictwa
 
 
post 29/09/2014, 13:05 Quote Post

Bardziej nieprawdopodobne w tej historii jest to, że skonstruowanie na poczekaniu takiego lustra lub zmontowanie tylu luster naraz było raczej nierealne i jak na tamte czasy bardzo kosztowne, a oparcie taktyki obronnej na niemożliwej do przewidzenia pogodzie - wystarczyłaby jedna złośliwa chmura i cały fortel na nic - budzi duże wątpliwości. Zauważ też że trirema płynąca w Twoim kierunku znajduje się w ognisku takiego lustra tylko przez kilkanaście sekund, nie zdążysz wszystkich naraz zapalić tą metodą. Można by natomiast - ewentualnie - użyć zapory z zakotwiczonych wokół miasta własnych branderów w ustalonej odległości i podpalić je w chwili gdy wróg je wymanewrowuje. A jeszcze bardziej realne jest na dystansie kilkudziesięciu metrów po prostu oślepianie atakujących, nawet zwykłymi lusterkami ręcznymi, równocześnie strzelając do nich strzałami zapalającymi (może stąd powstał mit). Reflektor prosto w oczy całkiem skutecznie utrudnia celowanie i manewry.
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #2

     
Lord Mich
 

Capitaine
********
Grupa: Moderatorzy
Postów: 3.148
Nr użytkownika: 15.415

Michal Piekarski
Zawód: :)
 
 
post 29/09/2014, 17:12 Quote Post

QUOTE(Qbk @ 29/09/2014, 9:33)
Vitam

Podczas oblężenia Syrakuz przez Rzymian w latach 214-212 pne, mieszkający tam Archimedes miał, przy użyciu luster, zapalić zbliżającą się do miasta rzymską flotę. Informację o tym przekazał po raz pierwszy bodajże Lukian z Samosaty w przeszło 350 lat później.
*


Pytanie, czy aby nie przypadkiem w jakieś satyrze ów fakt przekazał.
Pozdrawiam!
 
User is offline  PMMini Profile Post #3

     
sargon
 

IX ranga
*********
Grupa: Moderatorzy
Postów: 5.804
Nr użytkownika: 4.555

Stopień akademicki: mgr inz
 
 
post 29/09/2014, 19:14 Quote Post

QUOTE(Lord Mich)
Pytanie, czy aby nie przypadkiem w jakieś satyrze ów fakt przekazał.
Przekazał to w Hippias 2.
Niestety nie mam dostępu do tłumaczenia, które mógłbym zrozumieć (poniżej przekład francuski)
http://remacle.org/bloodwolf/philosophes/Lucien/hippias.htm

QUOTE(Pielgrzym)
Bardziej nieprawdopodobne w tej historii jest to, że skonstruowanie na poczekaniu takiego lustra lub zmontowanie tylu luster naraz było raczej nierealne i jak na tamte czasy bardzo kosztowne, a oparcie taktyki obronnej na niemożliwej do przewidzenia pogodzie - wystarczyłaby jedna złośliwa chmura i cały fortel na nic - budzi duże wątpliwości. Zauważ też że trirema płynąca w Twoim kierunku znajduje się w ognisku takiego lustra tylko przez kilkanaście sekund, nie zdążysz wszystkich naraz zapalić tą metodą. Można by natomiast - ewentualnie - użyć zapory z zakotwiczonych wokół miasta własnych branderów w ustalonej odległości i podpalić je w chwili gdy wróg je wymanewrowuje. A jeszcze bardziej realne jest na dystansie kilkudziesięciu metrów po prostu oślepianie atakujących, nawet zwykłymi lusterkami ręcznymi, równocześnie strzelając do nich strzałami zapalającymi (może stąd powstał mit). Reflektor prosto w oczy całkiem skutecznie utrudnia celowanie i manewry.
(bold by me)
Imho wystarczyłby argument "pogodowy", ewentualnie wzmianka o ruchu okrętu. smile.gif
Celem uściślenia: znikąd nie wynika, ze lustra miałyby być wykonywane na poczekaniu. Syrakuzańczycy mieli czas dozbroić mury w sprzęt zaprojektowany przez Archimedesa, na co środki miał dać jeszcze król Hiero (Polybios 8.9), a zmarł on jakiś rok przed opisywanymi wypadkami. Abstrahując od skuteczności rozwiązania, samo zmontowanie "tylu luster naraz" (nie wiadomo za bardzo ilu smile.gif ) nie powinno przedstawiać jakiegoś problemu nie do przezwyciężenia. Uwaga o kosztach montażu - nieweryfikowalna.
Rzymianie w czasie oblężenia posiadali 60 quinquerem (Polybios 8.6, Livius 24.24), a czego 8 miało być złączonych w pary dla montażu machin i wież oblężniczych, co w tym przypadku prędkość obniżało. Oczywiście sam ruch okrętu, nawet z małą prędkością, jest też problemem, ponieważ nie pozwala na skupianie promieni słonecznych w jednym punkcie kadłuba bez operowania samym lustrem. Decydujący jest rzecz jasna jaki "czas naświetlania" danego punkty był potrzebny do uzyskania płomienia.

QUOTE(Qbk)
Podczas oblężenia Syrakuz przez Rzymian w latach 214-212 pne, mieszkający tam Archimedes miał, przy użyciu luster, zapalić zbliżającą się do miasta rzymską flotę. Informację o tym przekazał po raz pierwszy bodajże Lukian z Samosaty w przeszło 350 lat później. Po nim powtarzali to inni.
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat co najmniej kilkakrotnie próbowano eksperymentalnie dowieść prawdziwości tej opowieści. Wyniki nie są jednoznaczne, bodajże tylko raz udało się uzyskać widowiskowy fajerwerk, reszta to ledwie tlenie się lub zwęglanie. Nie od rzeczy jest spostrzeżenie, że podobny efekt tańszym kosztem dadzą płonące strzały.
A co Wy sądzicie o prawdziwości tej opowieści?
Ja na chwilę obecną jestem sceptyczny.
Aczkolwiek warto by sprawdzić ile dokładnie zajęło Sakkasowi uzyskanie płomienia (w poniższym tekscie na Wiki jest, ze "few seconds").
http://en.wikipedia.org/wiki/Archimedes#Heat_ray
(Odniesienie jest niestety tylko do Time)
Poza tym, drewno było pokryte farbą bitumiczną - co jest dość logicznym posunięciem. Nie wiem czy inne ekipy to zastosowały. Z kolei zastosowanie sklejki to już imho hardkor, akurat sklejkę ciężko byłoby znaleźć w źródłach biggrin.gif
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #4

     
Ramond
 

Úlvur av Føroyar
**********
Grupa: Moderatorzy
Postów: 16.517
Nr użytkownika: 9.304

Stopień akademicki: dr inz.
Zawód: inzynier
 
 
post 29/09/2014, 19:46 Quote Post

QUOTE
Podczas oblężenia Syrakuz przez Rzymian w latach 214-212 pne, mieszkający tam Archimedes miał, przy użyciu luster, zapalić zbliżającą się do miasta rzymską flotę. Informację o tym przekazał po raz pierwszy bodajże Lukian z Samosaty w przeszło 350 lat później.

Podstawowe pytanie, to wiarygodność wzmianki w źródle napisanym tak długo po wydarzeniach...
 
User is offline  PMMini Profile Post #5

     
Alcarcalimo
 

VII ranga
*******
Grupa: Użytkownik
Postów: 1.757
Nr użytkownika: 43.461

 
 
post 30/09/2014, 8:39 Quote Post

Pytanie tylko co mogło być przesłanką do wymyślenia tego dość szalonego opisu. Raczej jest to niecodzienny pomysł.
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #6

     
Lwowiak
 

Granice nie są wieczne!
******
Grupa: Użytkownik
Postów: 1.269
Nr użytkownika: 40.190

 
 
post 30/09/2014, 8:51 Quote Post

Podobno rozbita butelka potrafi wywołać pożar na zasadzie skupienia promieni słońca przez okruchy szkła zbliżone kształtem do soczewek.
Wydaje się jednak ,że to o czym mówi się w tym wątku to właśnie ta metoda, która nie ma wiele wspólnego z laserem.
 
User is offline  PMMini Profile Post #7

     
Pielgrzym
 

IV ranga
****
Grupa: Użytkownik
Postów: 355
Nr użytkownika: 30.075

Andrzej Pietrachowicz
Stopień akademicki: mgr inz.
Zawód: inzynier budownictwa
 
 
post 30/09/2014, 9:24 Quote Post

Rzecz najbardziej komplikująca sprawę obok pogody to właśnie stała ogniskowa ewentualnego zwierciadła parabolicznego, która powoduje że jeśli ustawimy lustro w jakimś punkcie murów czy na którejś wieży, zogniskowanie wiązki będzie możliwe przy danym położeniu słońca na niebie tylko w jednej odległości od niego (powiedzmy: 100 m). Z pewnością możliwy był obrót lustrem, który pozwalał skierować je bardziej w prawo lub w lewo, ale nie można było nim poruszać podczas "ataku" w górę ani w dół, bo po prostu nastapiłoby rozogniskowanie wiązki i na poziomie powierzchni morza (czy pokładu atakujących statków) pojawiłby się większy lub mniejszy krąg światła jak od szperacza zamiast wysokoenergetycznego, skoncentrowanego (teoretycznie w jednym punkcie) małego krążka światła, zdolnego coś zapalić. Nie wiem jak przeprowadzono próby, ale jeśli statek płynie w stronę operatora lustra a nie stoi w miejscu, to nie mozna "przytrzymać" wiązki światła w jego jednym punkcie, a sądzę że do zapalenia olinowania czy kadłuba nie wystarczy prześliźnięcie się takiej wiązki wzdłuż pokładu. Jeśli jednak mamy do podpalenia pływające wieże oblężnicze, które są duże i powolne, to możliwe że mogłoby się to udać.

Problem jest jeszcze taki, że aby zapalić skutecznie większą liczbę statków, należałoby, zapamiętawszy sobie jak na powierzchni morza przebiega teoretyczna linia zogniskowania (łuk o promieniu powiedzmy 100 m wokół osi obrotu zwierciadła) natychmiast kierować "zajączka" od jednego do drugiego kolejnego okrętu w chwili gdy ten akurat przecina tę linię. Jeśli któryś podpływa do murów poza zasięgiem tej linii albo kilka okrętów przecina ją równocześnie w czasie gdy koncentrujemy się na jednym, to nie będziemy w stanie nic zrobić aby im zaszkodzić, niestety.

Poza tym to jest rzecz do jednokrotnego zastosowania. Starożytne Syrakuzy są otoczone wodą ze wszystkich niemal stron i Rzymianie - acz na pewno za pierwszym razem zaatakowali ze słońcem tak, aby raziło ono obrońców - gdyby zostali porażeni takim lustrem ale zdołaliby się wycofać, mogliby po prostu zaatakować z przeciwnej strony, pod słońce, i wówczas lustro Archimedesa byłoby bezużyteczne. Trzeba by więc puścić z dymem większość floty od razu za pierwszym razem. Za dużo tych założeń...
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #8

     
Gerhard
 

podkułacznik
*******
Grupa: Użytkownik
Postów: 1.538
Nr użytkownika: 20.448

Zawód: Deweloper baz danych
 
 
post 30/09/2014, 12:17 Quote Post

QUOTE(Pielgrzym @ 30/09/2014, 9:24)
Rzecz najbardziej komplikująca sprawę obok pogody to właśnie stała ogniskowa ewentualnego zwierciadła parabolicznego, która powoduje że jeśli ustawimy lustro w jakimś punkcie murów czy na którejś wieży, zogniskowanie wiązki będzie możliwe przy danym położeniu słońca na niebie tylko w jednej odległości od niego (powiedzmy: 100 m). Z pewnością możliwy był obrót lustrem, który pozwalał skierować je bardziej w prawo lub w lewo, ale nie można było nim poruszać podczas "ataku" w górę ani w dół, bo po prostu nastapiłoby rozogniskowanie wiązki i na poziomie powierzchni morza (czy pokładu atakujących statków) pojawiłby się większy lub mniejszy krąg światła jak od szperacza zamiast wysokoenergetycznego, skoncentrowanego (teoretycznie w jednym punkcie) małego krążka światła, zdolnego coś zapalić.


Przeprowadziłem kilka obliczeń dotyczących zwierciadła sferycznego
(przydały się dawno nie używane wiadomości z optyki i równań kwadratowych).

Załóżmy następujące dane:
- Okrągłe zwierciadło sferyczne
- Promień zwierciadła - r = 1 m
- Środek zwierciadła (fizycznego obiektu, a nie sfery) oznaczmy jako: Z
- Ogniskowa: O (zarówno punkt, jak i odległość punktu od Z)
- Promień sfery "na której rozpięte jest zwierciadło": R
- Ugięcie zwierciadła (odcinek pomiędzy środkiem zwierciadła, a płaszczyzną łączącą jego brzegi): X

Wychodzi mi na to, że (teoretycznie) znacznie łatwiej jest zapalić okręt z odległości 500 metrów, niż ze 100m. Z wzoru na ogniskową O zwierciadła sferycznego wynika, że odległość odcinak ZO(lustro-ogniskowa) wynosi 1/2 R, gdzie R to promień sfery na której oparte jest lustro. Ale zwierciadło nie jest idealne, a statek "nie musi" być dokładnie w ogniskowej zwierciadła.
Z geometrii wychodzi mi, że na odcinku 1/10 O przed i 1/10 za ogniskiem skupienie energii w "promieniu śmierci" jest 100x większe niż normalna wartość dla Słońca (1 kilowat na m2, 100x skupione - daje to 1 kW na 1 dcm2 - moc kuchenki elektrycznej).
Na odcinku od - 1/20 O do + 1/20 O skupienie jest 400 razy większe (krążek o średnicy 10 cm "pali: z mocą PI kW). Długość odcinka 1/10 O.

Bardzo ciekawe wyniki daje odpowiedź na pytanie, jak bardzo musi być wklęsłe zwierciadło, jeżeli jego ogniskowa wynosi "O" metrów.
Promień R takiej sfery powinien wynosić w 2x"O".

Po serii obliczeń (nie załączam rysunków, mam je na papierze, ale może je do końca tygodnia przygotuję w paincie) wyszło mi, że dla zwierciadła o promieniu r = 1 metr wzór "na ugięcie" wynosi
X = R^2 - PIERWIASTEK(R^2 - 1).

Tak obliczone X jest bardzo niewielkie!!

Zakładając ogniskową O = 100 metrów otrzymujemy "promień śmierci" o długości ok 20 metrów (100m +-10 m) przy "zagięciu" zwierciadła na 3,5 mm.

Zakładając ogniskową O = 500 metrów otrzymujemy "promień śmierci" o długości ok 100 metrów (500m +-50 m) przy "zagięciu" zwierciadła na 0,5 mm.

Aby przygotować takie zwierciadło należałoby: wylać okrągłą, płaską płytę z brązu o średnicy 2 metrów, a następnie polerować, polerować i polerować, tak aby środek płyty "spolerować" o 0,5 mm bardziej niż brzegi. Moim zdaniem jest do zrobienia. Następnie płytę położyć na konstrukcji, która zapobiegnie gięciu się pod wpływem własnego ciężaru. A potem liczyć, że okręty przeciwnika będą płynęły od strony słońca, prosto w kierunku zwierciadła.

W optymalnych warunkach okręt przeciwnika nie będzie się przemieszczał "na boki" tylko zbliżał się do lustra. Wpłynie wtedy na 100 metrowy odcinek, na którym będzie przysmażany przez nasze zwierciadło. Podgrzewanie będzie się zwiększało przez 50 metrów, aby osiągnąć maksimum w punkcie O, a potem przez następne 50 metrów ewentualne ognisko pożaru będzie jeszcze podgrzewane.

Bardzo to teoretyczne, ale w ten sposób bym podszedł do problemu.

Ten post był edytowany przez Gerhard: 30/09/2014, 13:00
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #9

     
Anders
 

VII ranga
*******
Grupa: Moderatorzy
Postów: 2.393
Nr użytkownika: 4.016

Zawód: Biurowy
 
 
post 30/09/2014, 13:16 Quote Post

QUOTE
A potem liczyć, że okręty przeciwnika będą płynęły od strony słońca, prosto w kierunku zwierciadła.


To akurat najmniejszy problem.
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #10

     
Pielgrzym
 

IV ranga
****
Grupa: Użytkownik
Postów: 355
Nr użytkownika: 30.075

Andrzej Pietrachowicz
Stopień akademicki: mgr inz.
Zawód: inzynier budownictwa
 
 
post 30/09/2014, 13:17 Quote Post

No tak, przy dłuższej ogniskowej "skuteczna długość" na której zogniskowane światło pozostaje zogniskowane na tyle by wywołać odpowiednio wysoką temperaturę jest również większa.

Ciekawe czy Archimedes tak to sobie teoretycznie wymyślił (o ile w ogóle to miało miejsce), czy przeprowadzał jakieś próby lub badania praktyczne?

Cóż, Syrakuzy padły już za jego życia, ale i wcześniej i później to był w ogóle ośrodek na skalę Krzemowej Doliny. Prawdopodobnie to tutaj w jakieś 40 lat po śmierci Archimedesa zbudowano sławetny przelicznik oparty na przekładniach zębatych zwany mechanizmem z Antikythery / Antykithyry. I też trudno sobie wyobrazić żeby dokonano tego z marszu, bez żadnych wcześniejszych prób i doświadczeń z prostszymi mechanizmami tego typu.

Myślę, że szkoła zdolna do zaprojektowania i warsztat zdolny do wykonania odpowiednio wyprofilowanych kół zębatych tak złożonego mechanizmu zegarowego poradziłyby sobie także ze zwierciadłem ponad metrowej średnicy (sądzę że lustro musiałoby być nieco większe, jako że brąz miedziowy nie odbija jednak 100% światła padającego, ale to nie zmienia faktów).
 
User is offline  PMMini ProfileEmail Poster Post #11

 
2 Użytkowników czyta ten temat (2 Gości i 0 Anonimowych użytkowników)
0 Zarejestrowanych:


Topic Options
Reply to this topicStart new topic

 

 
Copyright © 2003 - 2019 Historycy.org
historycy@historycy.org, tel: 12 346-54-06

Kolokacja serwera, łącza internetowe:
Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej