Как сделать лучи „видимыми“? Экраны

Запыление. Лучи света, как известно, невидимы. Видимо только то, что посылает в наш глаз расходящиеся пучки лучей, т. е. то, что рассеивает свет. Если желательно видеть ход луча, то на его пути необходимо поместить тела, которые рассеивали бы свет. Однако эти тела должны быть такими, чтобы, несмотря на их присутствие, лучи не особенно сильно ослаблялись. Такими телами могут с успехом быть пылинки.

Однако и этого мало. Облако пыли, поднятое в солнечный день, ни одного светового луча не выявляет. Необходим контраст, необходимо рядом с освещенной пылью иметь и неосвещенную пыль. Другими словами, можно сделать видимыми лишь довольно тонкие пучки лучей.

„Видимость“ тонких пучков лучей в воздухе легко достигается его запылением, которое можно произвести:
1) встряхнув тряпку, которой стирается написанное на классной доске;
2) пустив дым от папиросы;

3) воспользовавшись дымарем (рис. 172) (берется склянка с двумя пропущенными сквозь пробку стеклянными трубками, на одну из трубок, как на мундштук, туго надевают папиросу;

Рис. 172. Дымарь

зажигают ее и закрывают пробку; продувая через другую трубку слабую струю воздуха заставляют табак слабо гореть и давать большое количество дыма);

4) получив каким-либо химическим способом мелко раздробленное взвешенное в воздухе вещество, например поставив рядом два блюдечка: одно — с нашатырным спиртом, другое — с соляной кислотой. Над блюдечками поднимается облако нашатыря. „Видимость“ пучков лучей в воде достигается ее замучиванием или подкрашиванием флюоресцирующей краской. Воду замутить хорошо молоком, раствором канифоли в спирте. Для подкраски воды лучше всего флюоресцеин и эозин.

Необходимо твердо помнить, что чем меньше вода окрашена или замучена, тем лучше.

Следы лучей. Тонкие пучки лучей можно заставить скользить по той или другой рассеивающей поверхности. Тогда на ней будут отчетливо видны освещенные полосы — следы лучей. В роли такой поверхности хороши: белая бумага (лучше матовая); матовое стекло;, поверхности, окрашенные белой клеевой или масляной краской, другими словами, те самые поверхности, которые хороши для экранов.

Экраны. Экран является и объектом изучения, и вспомогательным прибором, поэтому и подойдем к нему с двух точек зрения.

Роль экрана лучше всего выявить на следующем опыте: получают действительное, обратное, „висящее в воздухе“, изображение какого- либо предмета при помощи вогнутого зеркала. Показывают его учащимся, для чего придется каждого смотрящего поместить в определенном месте. Стоит смотрящему несколько переместиться; в сторону от оптической оси зеркала, и ранее видимое изображение исчезнет.

Когда все учащиеся убедятся в том, что действительное изображение, даваемое зеркалом (линзой), видимо только со строго ограниченного места, берут кусок папиросной бумаги (экран) и помещают его в том месте, где получалось изображение. То же самое изображение рисуется на экране. Однако теперь оно видимо всем сразу.

Каждая точка экрана может рассматриваться как самосветящая, посылающая свет во все стороны, а потому и видимая со всех сторон. Если экран — из папиросной или нетолстой писчей бумаги, матового стекла, кальки, вообще легко просвечивающего вещества, изображение, на нем полученное, будет видно с обеих сторон его. Одинаково ли? Нет. С одной стороны ярче, чем с другой.

Если экран отражает больше света, чем пропускает, то более яркое изображение будет видно со стороны предмета. В противоположном случае – наоборот.

Зеркальное отражение от шероховатых поверхностей. 1) Свеча или слабая электрическая лал: почка. 2) Кусок бумаги. 3) Кусок закопченного стекла. 4) Негатив.

Если менять угол падения света, идущего от источника, то легко- заметить, что все шероховатые тела [бумага, копоть (рис. 173), нанесенная на стекло, желатиновый слой негатива и т. д.] дают зеркальное изображение источников света (свечи) при углах падения, близких к прямому (рис. 174). Значит для почти скользящего луча шероховатости поверхностей как бы сглаживаются, а потому эти поверхности дают больше правильно отраженного света, чем рассеянного.

Рис. 173. Изображение свечи в закопченном стекле

Рис. 174. Отражение при угле падения, близком к прямому

Естественно возникает вопрос — не дают ли шероховатые поверхности зеркального изображения и при малых углах? Вероятно дают, но увидеть его нельзя, потому что количество рассеянного света значительно больше, чем правильно отраженного. Рассеянный свет как бы слепит нас и не дает возможности заметить слабое изображение. Здесь происходит то же, что в следующем опыте.

Пламя свечи не видно на сильно освещенном фоне. 1) Проекционный фонарь. 2) Свеча.

Получим при помощи фонаря слабо расходящийся пучок света, расположимся где-нибудь внутри этого пучка и поместим зажженную свечу между собой и конденсором фонаря. Пламя свечи почти не будет видно, так как огромное количество света от фонаря значительно притупит чувствительность глаза.

В каком направлении смотреть на экран? Итак, экран дает и правильно отраженный пучок световых лучей и рассеянный пучок. Правильно отраженный пучок может быть воспринят лишь в строго определенном направлении, значит всеми сразу не может быть видим. Присутствие зеркально отраженного света проявляет себя „бликами“. Там, где появился „блик“, изображение почти пропадает, так как большое количество света нас ослепляет. Значит экран надо помещать так, чтобы зеркально отраженный свет не попадал в глаз наблюдателя.

Совсем другие условия рассматривания изображений на просвет. Здесь через просвечивающий экран часть лучей все же проходит, а потому если глаз помещен в конусе прошедших лучей, то одновременно на одном и том же месте видно и изображение, даваемое прошедшими лучами, и изображение, даваемое экраном как самосветящим телом. Другими словами, здесь выгодно наблюдать в направлении самих лучей.