1611690520-2537aa0f719c889b2aeb7ff778509dd3 (826919), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Остановимся на цифре 1% и будем считать, что снег рассеивает все 100% падаюшего на него света (что безусловно преувеличено) '. Известно, что освешение, даваемое солнцем, в 400000 раз сильнее освешения луны. Поэтому 1ов солнечно~о света, рассеиваемый черным ' Свежевыпавший снег рассеивает только около Ввуа падающего на него света. 1зз бархатом, в тысячи раз интенсивнее 100в(~ лунного света,.рассеиваемого снегом.
Другими словами, черный бархат при солнечном свете во много раз светлее снега, озаренного луной. Сказанное относится, конечно, не только к снегу, но и к самым лучшим белилам (наиболее светлые из них — л и топи о н — рассеивают 915> падаюгцего на них света). Так как никакая поверхность, если она не раскалена, не может отбра сывать больше света, чем на нее падает, а луна посылает в 400 000 раз меньше света, нежели солнце, то немыслимо существование такой белой краски, которая при лунном свете была бы объективно светлее самой черной краски в солнечный день.
Почему снег белыйр Почему снег белый, хотя составлен из прозрачных ледяных кристалликов? Снег имеет белый цвет по той же причине, по какой кажется белым толченое стекло и вообще всякие измельченные прозрачные вещества. Растолките лед в ступке или наскребите его ножом — и у вас получится порошок белого цвета. Цвет этот обусловлен тем, что лучи света, проникая в мелкие кусочки прозрачно~о льда, не проходят сквозь них, а отражаются внутрь на границах льдинок н воздуха (полное внутреннее отражение).
Поверхность же, беспорядочно рассеивающая во все стороны падавшие на нее лучи, воспринимается глазом как белая. Значит, причина белого цвета снега — его раздробленность. Если промежуток между снежинками заполнить водой, снег утрачивает белый цвет и становится прозрачным.
Такой опыт нетрудно проделать: если вы насыплете сне~а в банку и нальете туда воды, снег на ваших глазах из белого сделается бесцветным, прозрачным. Блеск начищенного сапога Почему блестит начищенный сапог? Ни черная вязкая вакса, ни щетка не заключают как будто ничего такого, что могло бы создавать блеск. Поэтому блеск начищенного сапога представляет для многих своего рода загалку.
ь1тобы разгадать ее, надо уяснить себе, чем отличается блестягцая полированная поверхность от матовой. Обычно думают, что полированная поверхность гладка, а матовая — ше- роховата. Это неверно: шероховаты и та и другая поверхности.
Абсолютно гладких поверхностей не существует. Если бы мы могли рассматривать полированную поверхность в микроскоп, мы увидели бы картину вроде той, какую представляет под микроскопом лезвие бритвы; для человека, уменьшенного в 1О миллионов раз, поверхность гладко отполированной пластинки казалась бы холмистой местностью. Неровности, углубления, царапины имеются на всякой поверхности — матовой и «-«« :-:а полиро~ан~ой. Все дело в в е л и ч и и е этих неровностей.
Если они меньше длины волны падающего на них света, то лучи отражаются правильно, то есть сохраняя углы взаимного наклонения, какие они имели до отражения. Такая поверхность дает зеркальные изображения, она блестит, и мы называем ее полированной. Если же неровности больше длины волны падающего света, то лучи разбрасываются ею неправильно, без сохранения первоначальных углов взаимного наклонения; такой рассеянный свет не дает ни зеркальных изображений, ни бликов, и мы называем поверхность матовой.
Отсюда следует, между прочим, что поверхность может быть полированной для одних лучей и матовой для других. Для лучей видимого света, средняя длина волны которых равна полумикрону (О,ООО5 мм), поверхность с неровностями ме- нее указанного размера будет полированнои; для лучей' ';:, инфракрасных, с более длинной волной, она тоже, конечно, ', полированная; но для ультрафиолетовых, имеющих более ко-",'',:,' роткую волну, она матовая, Возвратимся к прозаической теме нашей задачи: почему,:"''.,'..
начищенный сапог блестит? Не покрытая ваксой поверхность кожи имеет бугристое строение с неровностями, более значи-,,:,",. тельнымн по размерам, чем длина волн видимого света,— она матовая. Вязкое вещество ваксы, наносимое тонким слоем иа шероховатую поверхность кожи, сглаживает ее неровности и укладывает торчаШие ворсинки. Растирание шетками, уда- ляя излишки ваксы на выступах и заполняя промежутки, уменыпает неровности до таких размеров, при которых бугры "':,': становятся меньше длины волн видимых лучей, и поверхность из матовой преврагцается в блестящую. э Сквозь цветные стекла Какого цвета кажутся красные цветы через зеленое стекло? А синие через то же стекло? Зеленое стекло способно пропускать только зеленые лучи и задерживает все прочие; красные цветы посылают одни красные лучи и почти никаких других, Глядя через зеленое стекло на красный цветок, мы не получим от его лепестков никаких лучей света, так как единственные лучи, нми испускаемые, задерживаются этим стеклпм.
Поэтому красный цветок будет казаться через такое стекло ч е р н ы и. Черного цвета будет, как легко понять, также и синий цветок, рассматриваемый через зеленое стекло. Профессор М. Ю, Пиотровский, физик, художник и тонкий наблюдатель природы, делает по этому поводу ряд интересных замечаний в своей книге «Физика в летних экскурсияххс «Наблюдая цветник через к р а с но е стекло, мы легко заметим, что чисто красные цветы, например герань, представляются нам столь же яркими, как чисто белые; зеленые листья кажутся совершенно чернымн с металлическим блеском; сипае цветь1 (аконит, «рыцарские шпоры») черны до такой степени, что их на черном фоне листьев едва можно найти: цветы желтые, розовые, сиреневые представляются более или менее тусклыми. Взяв з с л е н о е стекло, мы видим необычайно яркую зелень листьев; на ней еше более ярко выступают белые цветы; несколько бледнее — желтые и голубые: красные представляются густо-черными; сиреневые и бледно-розовые — тусклы- *а ми, серыми, твк что, например, светло-розовые лепестки шиповника оказываются темнее, чем его густо окрашенные листья Наконец через с и н е е стекло красные цветы снова кажутся черными; белые — яркими; желтые — совершенно черными; голубые, синие — почти столь же яркими, как и белые.
Отсюда нетрудно понять, что красные цветы посылают иам действительно гораздо больше красных лучей, чем всяких других, желтые — приблизительно одинаковое количество красных и зеленых, но очень мало синих; розовые и пурпуровые— много красных и много синих, но мало зеленых и т. д.э, Красный сигнал Почему в железнодорожной практике для сигнала остановки выбран красный цвет? Красные лучи, как лучи с большей длиной волны, рассеиваются частицами, взвешенными в воздухе, слабее, нежели лучи иных цветов, Лучи красного цвета проникают поэтому дальше, нежели всякие другие.
А возможно более дальняя видимость сигнала остановки является на транспорте обстоятельством первостепенной важности: чтобы успеть остановить поезд, машинист должен начать торможение на значительном расстоянии от препятствия. На большей прозрачности атмосферы для длинноволновых лучей основано, между прочим, употребление астрономами инфракрасного светофильтра для фотографирования планет (в особенности Марса).
Подробности, незаметные на обычном фотоснимке, отчетливо выступают на фотографии, снятой через стекло, которое пропускает только инфракрасные лучи; в последнем случае удается заснять самую поверхность планеты, между тем как на обыкновенном снимке фотографируется лишь ее атмосферная оболочка. Другая причина выбора красного цвета для сигнала остановки заключается в большей чувствительности нашего глаза к этой окраске, нежели в синей или зеленой, Оптические обманы, которым посвящен этот раздел, — не случайные спутники нашего зрения — они сопровождают его при строго определенных условиях, с неизменным постоянством закономерного явления и имеют силу для каждого нормального человеческого глаза. То, что человеку свойственно при известных обстоятельствах поддаваться иллюзиям зрения, обманываться относительно источника своих зрительных впечатлений, не следует вовсе рассматривать как всегда нежела~ел~ный недостаток, безусло~ныЙ порок нашеЙ орган~зац~и, устранение которого было бы для нас во всех отношениях благотворно.
Художник не принял бы такого «непогрешимого» зрения. Для него наша способность при определенных условиях видеть не то, что есть в действительности, является счастливым обстоятельством, существенно обогащающим изобразительные средства искусства. «Живописцы наипаче умеют обращать в пользу сию общую и всем сродную обманчивость,— писал в Х'Л11 веке знаменитый математик Эйлер и далее пояснял: — йа сей обманчивости все живописное художество основано. Ежели бы мы привыкли судить о вещах по самой истине, то бы сие искусство не могло иметь места, равно как когда бы мы были слепы. Всуе художник истощил бы все сво» искусство на смешение цветов; мы бы сказали: вот на сей доске красное пятно, вот голубое, здесь черное и там несколько беловатых линий; все находится на одной поверхности, не видно на ней никакого в расстоянии различия и не можно бы было изобразить пи единого предмета„Что бы на картине ни написано было, так бы нам казалося, как письмо на бумаг», и, может быть, еше старалися бы мы разобрать знаменоеание всех разноцветных пятен.
Ири сем соеершенстее не были ли бы мы сожаления достойны, лишены будучи удоеольп еия„которое приносит ним ежеднеено столь приятное и полезное художестеорл Несмотря, однако, иа живой интерес, представляемый обманами зрения для художника, физика, физиолога, врача, психолога, философа, наконец для каждого любознательного ума, у нас до сих пор не было издания, которое заключало бы более илн менее исчерпывающий подбор образчиков оптических иллюзий '. Настоящий раздел, предназначаемый прежде всего для широкого круга неспециалистов, является попыткой предложить подобный подбор главнейших типов зрительных обманов, какие могут быть наблюдаемы при условиях ее~ее~венного зрения, без каких-либо приспособлений — вроде стереоскопа, и роколотой карточки и т.
п. Что касается причин, обусловливающих ту или иную илшозию зрения, то только для весьма немногих оптических обманов существует твердо установленное, бесспорное объяснение; к ним принадлежат те, которые обусловлены строением глаза: иррадиация, иллюзия Марчотта (слепое пятно), иллюзии, продолжаемые астигматизмом, и т. п. Относительно же большей часта остальных обманов зрения можно было бы написать очень много--о них и имеется на Запале обширная литература,— но нельзя высказа>ь ничего положительного (исключая иллюзии портрета). В качестве поучительного примера рассмотрим иллюзию фигуры на рис. 144: белые кружки, расположенные известным образом на черном фоне, кажутся издали шестиугольниками.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
