187678. lajstromszámú szabadalom • Optikai logikai játék
1 187 678 2 . A találmány tárgya optikai logikai játék, amely fényforráshoz illeszthető optikai rendszerként van kialakítva és fénytörő rendszert tartalmaz, A találmány szerinti logikai játék a polarizált fénnyel, a fénytöréssel kapcsolatos fizikai jelenségek szemléltetésére alkalmas. Az optikai jelenségeket hasznosító játékok általában a tudományban és a technikában, illetve a mindennapi élet számos területén alkalmazott optikai eszközök, például mikroszkópok, távcsövek, vetítők stb., optikailag kevéssé igényes változatai, amelyek gyakorlatilag ugyanarra a célra szolgálnak, mint az alapul vett eszközök. Kevés olyan játék van, amely ténylegesen az optika valamely jelenségének egy meghatározott formáját szemléltetné. Ez utóbbiak közé tartozik a kaleidoszkóp, amely a tükrözés jelenségén alapul és színes fényhatását a fénytörés fokozza. A különböző logikai és türelemjátékok szinte kizárólag valamilyen mechanikai jelenségen alapulnak, elsősorban a térbeli illeszkedés, a térbeli elrendezés különféle problémáit testesítik meg. A polarizáció, a fénytörés jelensége mindeddig nem volt optikai játék és egyúttal logikai játék tárgya sem. A jelenségek szemléltetése az oktatás, a képzés számos területén igen hasznos és célszerű. A jelen találmány célja olyan logikai játék kialakítása, amely a polarizáció és a fénytörés jelenségét 1 .asznosítja és alkalmas ezen jelenségek sokoldalú bemutatására, ugyanakkor elősegíti az egyes optikai elemek viselkedésének és ezek egymásrahatásának megismerését, az egymásrahatás optikai logikájának a felderítését. A találmány alapját a polarizáció fizikából ismert legfontosabb törvényei jelentik és létrehozása azon a felismerésen alapul, hogy egy fényforrás fénynyalábjának megosztásával és/vagy eltérően polarizált optikai elemeket tartalmazó fénytörő rendszereken való átvezetésével érdekes, változatos, figyelemfelkeltő optikai jelenségek válnak szemléltethetővé. A fenti felismerésre támaszkodva a kitűzött cél elérésére olyan optikai logikai játékot dolgoztunk ki, amely fényforráshoz illeszkedő, hossztengelye mentén fényzáró burkolattal fedett optikai rendszerként van kialakítva, amely a találmány értelmében a burkolat egyik végén elrendezett és a fényforrásból jövő belépő fénynyalábot két fénysugárra osztó optikai elemet, a fénysugarakból polarizált fényt előállító, párhuzamosan kapcsolt polarizációs elemeket, ezek mögött elrendezett fénytörő rendszereket, valamint a fénytörö rendszereket elhagyó fénysugarak útjában elhelyezett, azokat újraegyesítő és polarizációs sík szerint osztályozó analizátorokat és szükség szerint tükröket tartalmaz. A találmány egy másik lehetséges változatánál az optikai rendszer a fényforrásból jöyő belépő fénynyalábból polarizált fényt előállító, legalább egy polarizációs elemet és mögötte elhelyezett, egymással sorba kapcsolt fénytörő rendszereket tartalmaz. A találmány egy további célszerű kialakításában a fénytörő rendszer a fénysugarak útjában elhelyezett, több, esetleg több különböző törésmutatójú rétegből álló egységként van kialakítva. Ezt az egységet célszerű eltolhatóan, egy vagy több tengely körül elforgathatóan kialakítani. A fénytörő rendszer kialakítható olyan átlátszó, könnyen deformálható anyagból készült testként is, amelyet szorító, ha kívánatos, egy vagy több tengely körül elforgatható befogásba helyezünk el. A polarizációs elem lehet például Nicol-prizma, Kerr-cella, vagy a megfelelő Brewster-szög alatt beállított üveglap. A találmány szerinti optikai logikai játék mind szokványos fehér fényforrás, mind monokromatikus, esetleg koherens fényt adó fényforrás esetén jól alkalmazható a fénytörés, a polarizáció jelenségek szemléltetésére. A találmány szerinti megoldás azáltal válik logikai játékká, hogy az egyes fénytörő rendszereken belül elhelyezett optikai elemek egymásrahatásának ismeretében, vagyis két vagy több optikai elem kölcsönhatásából adódó különböző fényjelenségek ismeretében kikövetkeztethető, hogy adott esetben milyen optikai elemek milyen kombinációjával illetve helyzetbeállításával lehet egy adott fényhatást elérni, például egy adott motívum felerősítését vagy kioltását. Ily módon kikövetkeztethető a játékos által nem ismert, adott felépítésű fénytörő rendszer belső elrendezése. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetem részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti optikai logikai játék egyik lehetséges keresztmetszeti vázlata, a 2. ábra pedig egy további lehetséges kiviteli alak vázlatos elrendezését tünteti fel. A találmány szerinti optikai, logikai játékot (1. ábra) hossztengelye mentén fényzáró 1 burkolattal fedett optikai rendszerként hozzuk létre. Az I burkolat egyik végén belépő 2 fénynyalábot két részre osztó 3 optikai eszköz, például prizma van elhelyezve, amelynek két kilépő lapján 4 és 5 fénysugár jelenik meg. A 4 és 5 fénysugár ezt követően a 7 és 6 polarizációs elemre jut, amely lehet például Nicol-prizma, kettősen törő kristály egy szelete, Brewster-szög alatt beállított fényáteresztő anyagú lap (a Brewster-szög az a határszög, amelynek tangense egyenlő az anyag törésmutatójával), vagy K err-cella. így síkban polarizált fénysugár állítható elő, amely a 4 és 5 fénysugár modulációját biztosító 8 és 9 fénytörő rendszeren halad át. A modulált 10, II fénysugár a rajzon nem látható analizátorokon áthaladva egy 12 és 13 tükrön visszaverődve, akár közvetlenül, egyesítve vagy külön-külön kivetíthető, elemezhető. A találmány szerinti optikai logikai játék egy további lehetséges kiviteli alakját tünteti fel a 2. ábra, amely az 1. ábrán bemutatott kiviteli alaktól abban tér el, hogy egyrészt nincs a 2 fénynyalábot kettéosztó prizmája, így a 2 fénynyaláb közvetlenül a 6 polarizációs elemen keresztül jut a 8 fénytörő rendszerbe, másrészt pedig a két 8, 9 fény törő rendszer nem párhuzamosan, hanem sorosan van elrendezve, így a 8 fénytörő rendszerben modulált 10 fénysugár közvetlenül a 9 fénytörő rendszerbe jut és ily módon következnek be az előzőekben ismerteiéit jelenségek, például a fénysugár kioltása. A 8 és 9 fénytörő rendszereket sokféle anyagból, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
