Свет И Цвет

Преломление света

Преломление света при переходе из воздуха в воду

Шест, которым пользуются для отталкивания лодки, как будто переломлен в том месте, где он входит в воду. Это впечатление у нас создается вследствие преломления лучей света при переходе из воздуха в воду, или, наоборот, из воды в воздух. Однако заметьте, что «сломанная» палка ни в коем случае не дает представления о том, как изогнут луч света,— луч изогнут в совершенно противоположном направлении!

Оцените глазом глубину какого-нибудь предмета под водой и попробуйте быстро его схватить. Как правило, это вам не удастся, потому что вследствие преломления световых лучей предмет кажется как бы приподнятым кверху; в действительности предмет лежит глубже, чем вы предполагаете. Однако наблюдаемое явление не настолько просто, чтобы его можно было правильно описать, утверждая, что преломление света попросту заменяет предмет его изображением, располагающимся несколько выше. Когда, например, вам придется проходить или проезжать на велосипеде вдоль канавы с прозрачной водой, обратите внимание на то, что растения, находящиеся под водой, подвергаются удивительным изменениям; их смещенные изображения движутся, и чем больше вы наклоняетесь к воде, тем выше к поверхности они поднимаются.

(далее...)

Преломление на выпуклой поверхности воды

Как только поверхность воды отклоняется от идеально ровной плоскости, это становится немедленно заметным по изменению направления преломляющихся световых лучей и неравномерной яркости на дне.

Понаблюдайте за небольшими завихрениями на каком-нибудь ручье. Каждое такое завихрение как бы немного вдавливает водяную поверхность, и сразу же на ней возникают темные пятна, проносящиеся над светлой песчаной поверхностью дна. Если внимательнее всмотреться, то можно увидеть, что каждое такое пятно окаймлено светлой полоской.

(далее...)

Преломление в неровных стеклах

Если смотреть через окна старых вагонов, можно заметить, что некоторые части стекла совершенно искажают пейзаж. Если Солнце светит через такое стекло на лист бумаги, то эти участки стекла отбрасывают на бумагу светлые и темные полосы. Отодвиньте лист бумаги подальше от стекла, и каждая полоса превратится в очень яркую и резкую линию.

По-видимому, поверхность стекла не плоская и его более тонкие и более толстые участки действуют как неправильно расположенные линзы, рассеивая или собирая лучи света и создавая фантастические полосы в фокусе.

(далее...)

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.

(далее...)

Множественные изображения в зеркальном стекле в проходящем свете

Как-нибудь вечером посмотрите сбоку сквозь хорошее оконное стекло трамвая, автобуса или поезда на отдаленный фонарь или на Луну. Вы увидите несколько изображений на почти равных расстояниях друг от друга; первое изображение будет ярким, а последующие — все более и более слабыми. Чем более наклонно падает ваш взгляд на стекло, тем больше становится расстояние между изображениями и тем меньше они отличаются по яркости друг от друга.

Совершенно ясно, что такое явление возникает как вторичное отражение от передней и задней поверхностей стекла. Оно очень напоминает явление двойных отражений, и у нас есть все основания полагать, что передняя и задняя поверхности не параллельны. Однако здесь есть и дополнительное доказательство. При параллельных поверхностях самое яркое отражение будет непременно лежать со стороны, ближайшей к наблюдателю, причем безразлично, смотрим ли мы через стекло из точки О или О'. Опыт, однако, говорит нам, что наиболее яркое отражение всегда находится по одну и ту же сторону (всегда либо направо, либо налево), до тех пор, пока наблюдатель смотрит через определенную точку стекла. Но в одном и том же стекле можно найти и места, где наиболее яркие изображения будут помещаться справа, и места, где такие изображения будут лежать слева. В первом случае мы имеем дело с клиновидной областью стекла, утолщение которой обращено к нашему глазу; во втором случае область наибольшей толщины обращена в сторону, противоположную глазу.

(далее...)

Отражение кроны дерева в стекле окна

Листва дерева, отраженная в стекле, толщина которого непостоянна, показывает своеобразную «штриховатость». Поскольку нам известно, как всякая светлая точка дает двойное отражение в зеркале, нам становится сразу же понятным, почему листья стали двойными и почему все эти сдвоенные изображения смещены в одном и том же направлении, хотя бы даже внутри определенной одной части стекла. Направление «штриховатости» определяется углом между передней и задней плоскостями стекла.

Сравните это наблюдение со следующим опытом, который можно провести при помощи любого толстого зеркала. Обрызгайте его водой, и вы получите картину «штриховатости», но на этот раз все полосы будут брать свое начало в одной и той же точке—это будет отражение вашего глаза. Причина смещения теперь — толщина стекла.

(далее...)

Следы стеклоочистителя

Часто можно наблюдать, как стеклоочиститель автомобиля или трамвая оставляет за собой концентрические круги, в которых утром преломляются лучи Солнца, находящегося низко над горизонтом, а вечером — свет уличных фонарей.

Это — не что иное, как световая дорожка, берущая начало от оси вращения Она всегда бывает направлена в сторону Солнца. Эта прямая световая дорожка является, собственно говоря, дугой гиперболы, но мы наблюдаем ее на маленьком участке.

(далее...)

Капли воды как линзы

Капли дождя на окнах вагона создают крошечные изображения подобно сильным линзам. Эти изображения, конечно, искажены, поскольку капля по форме далека от совершенной линзы.

Очень интересно, что изображения перевернуты вверх ногами, и, в то время, как нам кажется, что пейзаж движется в направлении, противоположном движению поезда, мы видим его изображение движущимся в том же направлении, что и поезд.

(далее...)

Радужные цвета в каплях росы и кристаллах инея

Кто не видал, как переливается драгоценными камнями утренняя роса? Взгляните, как ослепительно сверкают капли росы на коротко подстриженной траве газона и как они мерцают подобно звездам на длинных раскачивающихся травинках.

Рассмотрим вблизи росинку на стебельке травы. Не рвите его! Не дотрагивайтесь! Крошечные шарообразные капли не смачивают листок; они примыкают к листку, но почти повсюду между каплей и листом — прослойка воздуха. Лист, покрытый росой, кажется серым из-за того, что лучи света отражаются в крошечных каплях и снаружи, и изнутри, большое число лучей даже не достигает самой травинки. Большие плоские капли кажутся серебряными, если на них смотреть под сравнительно большим углом — в этом случае лучи полностью отражаются задней поверхностью капли.

(далее...)