Новый Эталон Килограмма
может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
Солнце Становится Ближе
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
Человек "Искрививший" Время
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
Что за Очки у Будущего?
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Затмения
Явлениями, которые мо гут быть объяснены с учетом того, что свет распространяется по прямой, являются затмения Солнца и Луны. Чтобы Солнце затмилось, нужно чтобы «что-то» (Луна) прикрыло часть света от Солнца, который распространяется по направлению к Земле.
Поэтому Солнце, Луна и Земля должны находиться на прямой линии.
Здесь четыре луча, прочерченные от краев Солнца, показывают район полной тени, где наблюдатель увидит полное затмение Солнца, и район полутени, где наблюдатель увидит частичное затмение Солнца. За пределами этих районов Солнце сохранит свой нормальный вид.
Поскольку Луна видна с Земли вследствие отражения света от Солнца, то ее затмение произойдет, когда она будет находиться в положении, где она не может получать солнечный свет. Это происходит, когда Луна находится в тени, которую отбрасывает Земля, как показано на рисунке. Когда Луна, которая вращается вокруг Земли, попадает в район тени, то Земля закрывает ее от солнечных лучей и с Земли может наблюдаться частичное или полное затмение Луны по мере движения ее по своей орбите.
Камера с булавочным отверстием
Действие камеры с маленьким отверстием основано на том, что чрезвычайно узкие пучки света, входя в маленькое отверстие, приближаются к лучам света, двигающимся по прямым линиям. На рисунке показано устройство такой камеры, лучи показывают, как на светочувствительной пленке получается перевернутое изображение. Заметьте, что произвольные лучи пересекаются в отверстии.
Поскольку лучи пересекаются в этой точке, то верх объекта окажется внизу изображения, а низ объекта окажется наверху. Этот рисунок представляет боковой профиль, показывающий вертикальный объект, но он с таким же успехом может служить видом плана горизонтально лежащего объекта, показывая, что объект также был бы «перевернут» в горизонтальном плане. То, что переворот происходит во всех планах, показано ниже.
Если вместо светочувстви- тельной пленки использован полупрозрачный экран, то изображение, наблюдаемое сзади камеры, будет таким, как показано на рисунке а. Поскольку наблюдатель развернулся на 180°, изображение отлично от показанного на рисунке б.
Эта камера имеет несколько небольших недостатков: за один раз можно получить лишь одну картинку; требуется «длительная» экспозиция, следовательно, невозможно снимать движущиеся объекты. (Камера с маленьким отверстием применяется в астрономии для показа вращения Земли вокруг своей оси путем съемки звезд при длительной экспозиции, которые не остаются на одном месте на небе вследствие этого вращения.)
В то же время она имеет одно большое преимущество перед камерами с линзами за счет того, что она воспроизводит на пленке изображения без искажений. Инспектора применяют такую камеру для проверки действительно вертикальных и горизонтальных линий зданий и конструкций.
Размытость изображения можно объяснить, если рассматривать «большое» отверстие как ряд малых отверстий, каждое из которых дает свое собственное изображение в несколько смещенном от другого месте. Другой способ объяснения размытости проиллюстрирован на рисунке справа, на котором пучки света из трех малых точек на объекте образуют пятна света в изображении. Если на этой схеме показать и другие пучки света от точек на объекте, то «точки» изображения (пятна света) пересекутся, показывая, как образуется размытость.
Исследование. Изготовить камеру с булавочным отверстием
Интересно сделать такую камеру с полупрозрачным экраном вместо пленки, чтобы изображения ярко освещенных объектов можно было наблюдать непосредственно. Сделайте две полые коробки (без дна и крышки) из твердого картона так, чтобы одна свободно входила в другую. Закройте одну сторону большей коробки твердым картоном, в котором прорезано большое круглое отверстие.
Заклейте это отверстие куском черной бумаги. Закройте одну сторону другой коробки калькой или вощеной бумагой. Соедините обе коробки так, чтобы закрытые стороны располагались с разных сторон, чтобы из них получилась камера с булавочным отверстием с одной стороны и регулируемым экраном с другой стороны. Проткните маленькое отверстие в центре стороны, покрытой черной бумагой, и направьте камеру на яркий источник света. Вы должны увидеть на кальке с другой стороны четкое перевернутое изображение источника света. Теперь проткните второе маленькое отверстие спереди камеры.
Должны образоваться два изображения, как на схеме. Скопируйте рисунок и добавьте третье маленькое отверстие посередине между двумя уже имеющимися на схеме. Дополните лучевую схему, чтобы показать образование трех изображений.
По мере того как вы будете добавлять все больше маленьких отверстий в камере, появится больше изображений на экране и они начнут взаимопересекаться и становиться размытыми. Проделайте на месте всех маленьких отверстий большое. На экране должно показаться размытое изображение. Это изображение гораздо ярче, чем видимое через одно маленькое отверстие, потому что через увеличенное отверстие входит гораздо больше световой энергии.
