Двойные отражения от зеркального стекла
Посмотрите на отражение отдаленного фонаря или Луны в окне. Вы увидите два отражения. Если вы будете двигаться, изображения будут перемещаться неодинаково по отношению друг к другу по мере того, как отражение попадает на ту или иную часть окна. Сравнительно недавно некий «философ» указал, что это явление необъяснимо законом причинности. На помощь здесь приходит физика.
Мы заметим, что хорошо отполированные плитки черного стекла, украшающие некоторые магазины и учреждения, не удваивают отражений. Тогда ясно, что одно отражение получено от передней поверхности стекла, а другое — образовано лучами, которые прошли через стекло, отразились от задней поверхности и достигли нашего глаза, снова пройдя через стекло. Если стекло черное, лучи от второго отражения поглощаются.
Преломление вызывает небольшое отклонение одного из лучей. Может ли это быть причиной двойного изображения? Нет, поскольку в этом случае: о) изображения не должны были бы находиться то ближе, то дальше друг от друга в отдельных частях одного и того же стекла; б) они не должны были бы лежать дальше друг от друга, чем на толщину стекла, и их едва ли можно было бы различить; в) смещение или перемещение изображения должно было быть равно нулю для очень малых и очень больших углов падения луча (с максимумом около 50°, как легко можно подсчитать), тогда как мы наблюдаем двойные изображения и в случае нормального падения луча; г) для источника света в бесконечности, например, Луны, расстояние между двойными изображениями всегда было бы равно нулю.
Вывод следующий: плоскопараллельная стеклянная пластина не может дать такого двойного отражения. Если же, однако, пластина стекла клиновидна, такие отражения могут возникнуть.
Но прежде чем мы полностью удовлетворимся этим объяснением, мы должны вычислить, как велик должен быть угол между передней и задней поверхностями стекла, чтобы объяснить наблюдаемое явление. Едва ли вероятно, чтобы в хорошем оконном стекле отклонение от параллельности было велико.
Итак, угол между двумя поверхностями стекла равен одной трети углового расстояния между двумя отражениями.
Угловое расстояние можно измерить, например, путем определения линейного расстояния а между отражениями на стекле; затем эту величину делят на расстояние R между глазом и стеклом и умножают на cos i.
Полученные таким образом углы для обычного оконного стекла оказываются равными нескольким тысячным радиана, или нескольким минутам дуги. Таким образом, толщина оконного стекла на длине в 5 см изменяется лишь на 0,1 мм. Эта разница настолько мала, что непосредственно без очень точных измерений толщины заметить ее невозможно. Такие измерения были специально проделаны, и они подтвердили приведенную выше оценку. Разве это не чудесно, что мы в состоянии узнать о таких малых пороках стекла, не затрачивая особых усилий, просто прогуливаясь по улице! И более того, нам теперь удалось доказать правильность наших объяснений двойных отражений. Если мы не можем найти объяснения какому-нибудь явлению природы, в этом следует винить лишь несовершенство наших знаний!