Двойные тени
Осенью, когда деревья уже потеряли всю листву, мы часто видим тени от двух параллельных ветвей наложенными одна на другую. Ближняя ветвь дает резкую темную тень, дальняя — более широкую и сероватую. Удивительно здесь то, что когда такие две тени случайно падают друг на друга, мы видим яркую светлую полосу посередине более темной тени, так что последняя выглядит как бы двойной. Как это можно объяснить?
Предположим, что более далекая ветка толще, чем ближняя. Чтобы определить освещенность на земле в различных точках тени и в точках поблизости от нее, вообразим, что мы смотрим на Солнце попеременно из всех этих точек. Сначала представим себе, что наш глаз помещается в точке, которая расположена в 10—20 см в стороне от тени; мы увидим, что нас освещает весь солнечный диск. Далее предположим, что мы слегка сместили глаз до положения А, оказавшись, таким образом, в полутени от дальней ветки. Теперь перед солнечным диском нам видна эта ветка; поскольку она как бы заслоняет часть солнечного диска, освещенность той точки, где предполагается наш глаз, уменьшается. Сдвигаем глаз до положения В; теперь и вторая ветка оказывается перед Солнцем; обе ветки вместе преграждают путь значительной части света. Передвигаем глаз дальше, пока он не достигнет положения С, где обе ветки как бы накладываются одна на другую. Теперь часть солнечного диска, лучи которого перехвачены ветками, опять стала меньше, освещенность земли, которую мы принимаем за наш экран, опять увеличилась. Когда мы видим подобную тень на земле, мы должны себе представить все случаи, которые мы рассмотрели выше; тогда становится ясным, почему центральная полоса всей тени ярче, чем примыкающие к этой светлой полосе части тени слева и справа.
Очевидно, такое явление можно наблюдать в том случае, если угловое расстояние между ветвями меньше, чем видимый диаметр солнечного диска.
Это же явление можно наблюдать на тени телеграфных столбов, когда они перекрывают друг друга.
Возьмите в руки книгу и держите ее так, чтобы тень от нее обрисовывалась в слабом свете очень большого изображения солнечного диска, и вы увидите, что тень книги будет намного резче, чем обычная.
Выберите место, где высокие тонкие побеги бросают нечеткую тень и подержите над ней карандаш, и вы сразу же получите двойную или многократную тень, в которой один компонент будет сильнее или слабее, чем другие. На этом же самом месте подержите книгу и вы увидите, что тень ее будет иметь необыкновенно четкие края полутени.
«Как-то я гулял на берегу моря... Был вечер в конце марта. На западе за горизонт садилось Солнце, ярко светила Луна на востоке. Долго закат отбрасывал мою тень на восток; но затем на мгновение тень совсем исчезла и появилась снова на западе, когда Луна стала светить сильнее вечерней зари».
Было ли это наблюдение правильным?