¿Cuál es el origen de la X aplanada que aparece cuando una luz pequeña (pero lo suficientemente potente) se refleja en la pantalla de nuestro televisor sin alimentación?

El reflejo de una pequeña luz (pero con suficiente potencia) en nuestro televisor muestra cuatro rayos emergentes. Los rayos varían periódicamente en el espacio y tienen un patrón repetitivo de los colores del arco iris. Cuanto más lejos esté la llama del televisor, mayor será la distancia entre las luces periódicas en los "rayos". Suena razonable. Esta es la foto del efecto:

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No importa qué tan lejos coloques la vela, el ángulo entre las dos líneas permanece igual. El color verde es muy tenue en la imagen pero era claramente visible en la pantalla del televisor. La distancia entre puntos rojos/verdes sucesivos se reducía a medida que se reducía la distancia entre el ojo y la pantalla. Suena razonable. Independientemente de cómo se colocara la luz en relación con el televisor, surgía el mismo patrón.

Agregué una imagen de primer plano del televisor en funcionamiento en la que puede ver qué forma tienen los píxeles emisores de luz:

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Fíjate que son curvas, o mejor dicho, consisten en dos pequeños rectángulos con un ángulo entre ellos que es, a primera vista, el mismo ángulo entre los rayos de luz que se ven en la pantalla del televisor. Cuando medí el ángulo de los rayos en la pantalla del televisor, era aproximadamente el mismo que el ángulo entre las piezas de "línea" de los píxeles (alrededor de 180-(2x16)=148 grados). Quizá aquí esté la clave del problema. ¿Cuál sería el patrón que se vería en la pantalla del televisor si los píxeles fueran cuadrados, rectangulares (con la longitud vertical) o redondos? O formado y arreglado como aquí:

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¡Seguramente no una X aplanada! Pero para mantenernos cerca de la pregunta, ¿qué pasaría si el ángulo entre las piezas rectangulares de los píxeles fuera de 180 grados (para que se conviertan en un solo rectángulo) y se coloquen como en la parte inferior derecha de la imagen de arriba? ¿Se estiraría la forma de X en una línea horizontal (supongamos que todos los píxeles, cuando el televisor está apagado, reflejan la luz igualmente bien para lo que sigue), con los colores del arco iris repitiéndose? En este caso, se produce un patrón de difracción debido a las diferentes longitudes de onda de los colores del arco iris. Eso está bastante claro. Todos los píxeles rojos se reflejan de tal manera que se encuentra un patrón claro-oscuro en la línea horizontal (X comprimida) en el televisor sin alimentación cuando lo iluminamos.

Las imágenes cuarta y quinta las hice usando un LED blanco y rojo (que muestra la Naturaleza periódica más claramente, e incluso anillos concéntricos rojos), y en la sexta imagen, agregué información sobre cómo hice la imagen.

La última imagen muestra (algo borrosa) los píxeles rectangulares y su configuración en la pantalla de mi computadora portátil. Son las mismas formas de puntos y tienen las mismas configuraciones que en los píxeles que se muestran abajo a la izquierda de la imagen con cuatro formas y configuraciones diferentes. Cuando enciendo una luz en la pantalla de mi computadora portátil sin alimentación, no puedo descubrir formas X. Podría ser que los píxeles no reflejen la luz.

Pero la pregunta final: ¿Están correlacionados los mismos ángulos encontrados en los píxeles (el gran ángulo entre los dos rectángulos) que en el gran ángulo de la X? ¿Si es así, cómo?

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Agregué esta imagen de primer plano de la pantalla de mi computadora portátil:

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No es muy visible, pero los píxeles tienen forma rectangular (en posición vertical). Son mucho más pequeños que los píxeles de mi gran pantalla de TV, que casi puedo ver a simple vista (una vez que sabes la forma después de tomar la foto de cerca, lo que no se puede decir de los píxeles de la pantalla de mi computadora portátil ). El efecto no es visible en la pantalla de mi computadora portátil (apagada), tal vez debido a la pequeñez de los píxeles. El efecto es (como dije) dependiente del color (con un haz de luz rojo, solo se ve una forma de X roja, periódicamente brillante y oscura) e independiente de la orientación (no importa cómo apunte el haz de luz, la misma X aparece una y otra vez). otra vez). Sin embargo, no sé si los píxeles en ambas pantallas son los mismos (aunque parece que sí).

Puede ser útil especificar qué tipo de televisor es.
Esto se parece mucho a un efecto de rejilla de difracción. ¿Se parecía a esto ( jasmcole.com/2016/02/21/tv-difraction )?
@Lemon Es una vieja pantalla plana de cuatro miedos de MT-Logic. Bastante grande pero no gigante.
@ M.Enns Seguramente se parece mucho a eso, solo que los ángulos de las dos líneas no son de 90 grados. Voy a tratar de tomar una foto.
Dos palabras: picos de difracción.
Voy a googlear esas dos palabras!
¿Puedes publicar el ángulo aparente entre los picos de difracción? Es decir, la distancia desde el punto central hasta el primer punto de difracción, dividida por la distancia desde tu ojo hasta la pantalla.
No me parece. Es solo una coincidencia que ambas imágenes muestren una forma de X, y las dos líneas de la X en la pregunta que mencionas no se cruzan en el mismo ángulo que las dos líneas de la X que se muestran aquí. Además, la forma X en la pregunta que menciona no es visible a simple vista, mientras que la forma X en esta pregunta es visible a simple vista (el efecto que tiene lugar en la cámara no es el mismo que el efecto que tiene lugar en la pantalla). Puedo jugar con mis pestañas mientras miro al sol y veo salir muchos rayos. Entre ellos, cuatro en forma de X.

Respuestas (1)

Parece un patrón de difracción de los píxeles de la pantalla. En una pregunta SE diferente , el patrón era de cuatro "rayos" horizontales y verticales que consisten en picos finamente espaciados, en lugar del amplio espacio aquí y los ángulos que difieren de 90 grados.

Si mide el ángulo aparente entre los primeros picos de difracción (los que están en el borde del halo) y el punto central, puede relacionarlo con la longitud de onda (por ejemplo, 600 nm) y el punto de la pantalla de televisión. La relación entre las distancias pantalla-ojo y pantalla-vela también es importante; el análisis es más fácil si esta relación es mucho menor que uno.

Con respecto al ángulo entre los rayos: sospecho que su pantalla no tiene píxeles rectangulares, sino píxeles dispuestos en algún tipo de disposición escalonada. Sin embargo, no puedo adivinar la disposición exacta de los píxeles a partir del patrón de difracción. También podría ser que tomaste la foto desde un ángulo. Tal vez podría publicar una imagen de los píxeles del televisor en primer plano (cuando el televisor está encendido) y un boceto de las ubicaciones relativas de la cámara, la vela, la pantalla y los puntos de difracción aparentes.

Actualizar

Hice una transformada de Fourier 2D en un patrón que se parece más o menos a sus píxeles: imagen de la izquierda. (El desvanecimiento hacia los bordes es una función de ventana). La transformada de Fourier, que debería parecerse a su patrón de difracción, está a la derecha (amplitudes trazadas, no intensidades). De hecho, verá aparecer la forma de "X" aplanada, pero también una fila vertical de puntos de difracción. Sin embargo, no estoy seguro de por qué la "X" difractada es tan pronunciada en su caso, con solo dos filas inclinadas de puntos, en lugar de muchos puntos que resultan ser un poco más brillantes cerca de la "X".

Patrón de difracción de píxeles retorcidos

La fila vertical es desde la parte superior/inferior horizontal de la forma de su píxel (está redondeada en la imagen de OP). Además, si solo aleja el zoom (cubre más píxeles de TV en la imagen de entrada), la X será más clara. Y creo que el punto central brillante está eliminando el esquema de color, en parte es solo un artefacto de la función de ventana.