Свет И Цвет

Сила и яркость света

Сравнение двух уличных фонарей

Каждый раз, когда во время вечерней прогулки нам случится пройти между двумя фонарями, мы замечаем то здесь, то там две своих тени, и чем ближе мы подходим к одному из фонарей, тем темнее становится одна из теней Очевидно, когда обе тени одинаково темны, освещенность от обоих фонарей одинакова. Если принять расстояния до фонарей соответственно за а и b, то отношение создаваемых ими освещенностей будет А/B=a*a/b*b/

Поразительно различие в цвете теней, отбрасываемых газовым фонарем и электрической лампой. Сравнение будет нагляднее, если лучи от обоих источников падают на экран, на котором мы наблюдаем за тенями, под одним и тем же углом.

(далее...)

Сравнение Луны с уличным фонарем

Найдите две тени, отбрасываемые этими двумя источниками света. Тень от Луны имеет красноватый оттенок, тень от фонаря — темно-синий. Мы удаляемся от фонаря, и лунная тень остается такой же темной, в то время как тень от фонаря бледнеет. Допустим, что обе тени одинаковы на расстоянии 20 метров от фонаря. Я оцениваю силу света обычной электрической лампочки в 50 свечей; на расстоянии 20 м от нее освещенность равна 50/20*20 = 0,13 люкса.

Следовательно, такой же должна быть и освещенность от полной Луны во время нашего опыта.

(далее...)

Яркость лунного диска

Когда Дж. Гершель отправился в Южную Африку и корабль прибыл в Кейптаун, ученый увидел, как почти полная Луна поднималась над Столовой горой, освещенной лучами заходящего Солнца. Гершеля поразило, что скалы казались ярче Луны, и это привело его к заключению, что лунная поверхность должна быть сложена из темных пород.

Такое же наблюдение можете провести и вы, если сравните полную Луну, поднимающуюся около 6 часов вечера, с белой стеной, освещенной заходящим Солнцем. Расстояния между Солнцем и Луной и между Солнцем и Землей практически равны. Если бы Луна и стена были сделаны из одного и того же материала, их яркость оказалась бы одинаковой, несмотря на то, что их расстояния от наблюдателя сильно различаются (великолепный пример применения классической теоремы фотометрии!). Наблюдаемое различие в яркости можно приписать тому, что Луна состоит из темных пород.

(далее...)

Некоторые соотношения яркости в пейзаже

Яркость Солнца = 300 ООО X яркость голубого неба.

Яркость белого облака = 10 X яркость голубого неба.

В обычный солнечный день, при ясном небе, 80% света исходит непосредственно от Солнца, 20% — от неба.

(далее...)

Отражательная способность

Приходилось ли вам видеть отражение звезды в воде? В городе это едва ли возможно, в деревне темной безветренной ночью такое отражение в пруду или в озере весьма примечательно.

Яркие звезды 1-й величины, близкие к зениту, дают слабое отражение, равное примерно звездам 5-й величины. Разница в четыре величины означает, что отношение интенсивностей равно приблизительно 40, и, следовательно, вода отражает всего 2,5% света вертикально направленных лучей. Звезды, располагающиеся ближе к горизонту, отражаются лучше.

(далее...)

Прозрачность проволочной сетки

Светящиеся рекламные надписи на крышах нередко установлены на проволочной сетке, прикрепленной к металлическому каркасу.

На расстоянии отдельные проволочки уже не различимы и сетка напоминает лист однородного серого стекла. Интересно рассматривать эту сетку под все меньшим углом к ней и наблюдать, как она становится все темнее и темнее на фоне неба. Это доказывает, что проволока, из которой сплетена сетка, имеет круглое поперечное сечение, так как если бы сетка была сделана из небольших плоских полос, она оставалась бы одинаково темной, под каким бы углом мы ни смотрели па нее.

(далее...)

Степень непрозрачности леса

Глядя сквозь узкую лесную полосу, мы видим между стволами светлое небо. Очевидно, должна существовать какая-то формула, показывающая, какая часть света проходит к нам беспрепятственно.

Свет, перехваченный проволочной сеткой, видимой с двух направлений а) если проволока имеет круглое поперечное сечение; б) если сетка состоит из плоских полос

Для этого допустим, что распределение деревьев случайно, па квадратном метре растет N деревьев, и на уровне глаза диаметр стволов равен D.

(далее...)

Просветы в двойном частоколе

Если в двойном частоколе столбы одного ряда просматриваются между столбами другого, то можно видеть широкие светлые и темные полосы, которые перемещаются при движении наблюдателя. Эти полосы обусловлены тем, что видимое расстояние между столбами двух рядов частокола более или менее неодинаково, или потому, что в одном ряду столбы располагаются дальше друг от друга, или потому, что различны расстояния их от нашего глаза. В одних направлениях столбы кажутся совпадающими и, так сказать, идут «в ногу», в других — столбы первого ряда точно укладываются в промежутки между столбами второго, вследствие чего возникает различие в средней яркости.

Обратив однажды внимание на эти «биения», вы затем будете замечать их повсюду. Каждый мост, имеющий по обеим сторонам парапет в виде частокола, показывает такие полосы, если смотреть на него с известного расстояния. Они возникают также, если тень от столбов видна между самими столбами; в этом случае промежутки между столбами и между тенями одинаковы, но различны расстояния до нашего глаза.

(далее...)

Фотографическая фотометрия

Фотографическая «дневная бумага» на солнечном свету очень быстро становится пурпурно-коричневой. Измерения показывают, что время, нужное для того, чтобы бумага приобрела определенный цвет, в общем обратно пропорционально интенсивности света, падающего на бумагу (закон Бунзена — Роско). Поэтому, если применять всегда один и тот же сорт бумаги и выбрать кусок обычной пурпурно-коричневой бумаги в качестве эталона «нормального тона», нетрудно определить интенсивность света в любом месте,, просто отметив время, необходимое для того, чтобы светочувствительная бумага приобрела нормальный тон. Бумагу, которая уже приобрела нормальный тон, нужно держать на свету как можно меньше, иначе она поблекнет.

Нормальный тон следует выбирать с большой осмотрительностью. Выставим на Солнце лист дневной бумаги и будем последовательно закрывать полосы, подвергшиеся облучению в продолжение 10, 20, 40, 80, 160, 320 и 640 секунд. Рассматривая затем этот лист при слабом свете, мы обнаруживаем, что первые и последние полосы мало различаются между собой; напротив, лучше всего вышли средние полосы. Выберем за эталон кусок бумаги (книжную обложку или плакат) того же цвета и по возможности того же оттенка, как и одна из средних полос. Не беда, если оттенок не совсем совпадает: при сопоставлении вам придется уделять наибольшее внимание яркости, оценивать которую нужно прищурившись. Нет надобности проявлять или фиксировать нашу дневную бумагу; использованные полосы можно выбросить.

(далее...)