В предлагаемой статье приводятся расчёты для Биотрона ЕКОМ. Представленные на нашем сайте модели линейки LifeXtron являются результатом дальнейшего развития и новейших исследований по повышению эффективности данной технологии.

фокальная зона биотрона lifextron

Вы можете видеть на  Рисунке 1 часть сферы и оптическую ось OP из ее центра. Параллельно  этой оптической оси проведен луч AB  на расстоянии  a.  Чем больше расстояние a, тем ближе точка F к сфере (угол падения равен углу отражения).

Если взять несколько параллельных лучей, то они сформируют линию на оптической оси от точки R/2 до точки F с максимальным для устройства расстоянием а. Длину этой линии можно точно рассчитать в зависимости от расстояния а и радиуса сферы. Формулу расчета в состоянии вывести даже школьник, и она  приведена в описании моего изобретения. Максимальное расстояние а для Биотрона ЕКОМ будет 1700 мм, а для Биотрона Цзяна – 800 мм.  Расчетная длина фокальной линии  от точки R/2 до точки F  будет для  Биотрона EKOM 16 см, а для Биотрона Цзян 13 см.

Формирование такой линии от точки R/2 до точки F называют «Сферической аберрацией». Сферическая аберрация является серьезным недостатком в большинстве устройств, связанных с концентрацией энергии. Однако, в случае с Биотроном ЕКОМ этот недостаток превращается в существенное преимущество, поскольку позволяет сформировать объемную фокальную зону, по размерам сравнимой с зоной расположения всех основных органов человека. Если рассматривать, например, параболу вместо сферы, то она сформирует фокус в одной точке, а не фокальную линию. И это недостаток для Биотрона. Кроме того, огромным недостатком параболы является то, что она имеет только одну главную оптическую ось, и только параллельное этой оси излучение будет концентрироваться. Остальное рассеется. В  сфере это совсем не так, но об этом ниже.

фокальная зона биотрона lifextron

На рисунке 2 мы добавили еще несколько элементов.  Представим поток лучей, параллельных оптической оси ОР. В подавляющем большинстве устройств, используемых в мире, такой поток приходит от бесконечно удаленного точечного источника (связь, радиолокация, оптика). Это классика. Однако, Биотрон ЕКОМ – это не классика и такой же поток параллельных лучей формируется от стенда с растениями, который установлен в раскрыве сферического рефлектора.

Все растения, расположенные на стенде (примерно 250 тысяч), излучая параллельно оптической оси ОР, формируют  фокальную линию FoF.  При этом, для формирования этой фокальной линии будет работать часть сферы Р размером 3400х2200 мм (проекция размера стенда с растениями на сферу).  Таким образом, мы получаем 250 тысяч параллельных лучей от 250 тысяч травинок на участок сферы размером 3400х2200 мм.

И ВСЕ эти лучи отразятся от сферы и сформируют фокальную линию FoF длиной 16 см!               

Если бы это была парабола, на этом все бы и закончилось. Все эти 250 тысяч лучей были бы сфокусированы в одной точке.  Излучение с других направлений рассеется.  Но сфера работает СОВСЕМ НЕ ТАК!

фокальная зона биотрона lifextron

Теперь рассмотрим Рисунок 3. Из центра сферы на ее поверхность можно провести сколько угодно оптических осей. Например, оси ОР2 и ОР3. Тогда все 250 тысяч растений со стенда будут дружно излучать и параллельно этим осям и совершенно так же сформируют две фокальные линии на оптических осях ОР2 и ОР3 длиной 16 см. При этом, на формирование фокальной линии на оси ОР2 будет работать часть сферы Р2 также размером 3400х2200 (проекция на сферу стенда с растениями в направлении оси ОР2). И на формирование фокальной линии на оси ОР3 будет работать часть сферы Р3  размером 3400х2200 мм по аналогии.  

Также, из центра сферы O можно провести множество других осей (левее, правее, выше, ниже). И, поскольку 250 тысяч растений будут излучать параллельно и этим новым осям,  то на всех этих новых осях также будет формироваться фокальная линия длиной 16 см  с помощью части сферы размером 3400х2200 мм!  А это многие сотни, если не тысячи оптических осей в пределах угловой апертуры рефлектора в виде сегмента сферической поверхности. Ведь ось, отстоящая от другой на пол градуса, уже будет формировать свою, совершенно независимую фокальную линию от излучения всех 250 тысяч растений с другого направления, и на формирование этой фокальной линии будет работать другая часть сферы размером 3400х2200 мм. Это уникальное свойство сферы, дающее возможность использовать ее поверхность множество раз, и применяется в Биотронах LifeXtron.

Таким образом, будет сформирована сферическая объемная фокальная зона толщиной 16 см, отмеченная желтым цветом.  Причем очень высокой концентрации.  Парабола в такой ситуации честно сконцентрирует излучение, параллельное ее главной оптической оси, от 250 тысяч растений в точку И ВСЁ. Излучение от травинок в другие направления парабола концентрировать не будет.  Если представить себе техническую возможность установить тысячу парабол размером 3400х2200 мм на тысяче оптических осей, которые все направлены в одну фокальную зону, то, наверное можно было бы получить примерно такой же эффект. Использование только одной параболы в тысячу раз менее эффективно, чем использование только одной сферы.

В Биотроне Цзяна не учтены геометрия и принцип формирования фокальной зоны, поскольку в нём используются две параболы, установленные друг против друга. Такая конструкция также описана в его патентах.

фокальная зона биотрона lifextron

Ну а дальше все просто. Остается добавить еще одну сферу на расстоянии радиуса (зеленым), которая по полной аналогии с первой сформирует еще одну объемную сферическую фокальную зону толщиной 16 см (см рис. 4). Таким образом формируется совместная фокальная зона размером 1200х600х320 мм очень высокой концентрации, куда и устанавливается ложе для пациента.

Следующие 3 рисунка показывают, что получилось уже в Биотроне ЕКОМ (вид сверху, сбоку и общий вид).

фокальная зона биотрона lifextron
фокальная зона биотрона lifextron
фокальная зона биотрона lifextron
фокальная зона биотрона lifextron
Рис. 8

На Рисунке 8 показаны результаты моделирования фокальной зоны устройства с такой же геометрией как Биотрон в оптическом диапазоне с помощью программы ZEMAX.

фокальная зона биотрона lifextron

На фото выше – действующий Биотрон в Днепропетровске, работающий с 2012 года. Радиус сфер 4000 мм. Размер стеллажей с растениями 3200х2200х650 мм.  Размер совместной фокальной зоны 1200х600х320 мм – она формируется из двух сферических объемных фокальных зон толщиной 160 мм и расположена в центре Биотрона, где и установлено ложе для пациента.