Исследование зеркал под углом. Калейдоскоп Брюстера

Исследование зеркал под углом. 1) Станочек для зеркал. 2) Два зеркала (не менее 3 см х 9 см). 3) Булавка. 4) Небольшой (бумажный) транспортир. 5) Красно-синий карандаш.

Два куска фанеры (размер зависит от величины зеркал) скрепляются под прямым углом при помощи брусочка (рис. 247). К одному куску прикладывается зеркало и укрепляется гвоздиками или шурупами. На другой кусок (он кладется на стол) приклеивается половина транспортира так, чтобы нулевой радиус шел вдоль отражающей поверхности зеркала, а центр совпадал с концом зеркала.

247. Прибор для лабораторной работы с зеркалами под углом

Второе зеркало приставляется под нужным углом к первому зеркалу так, чтобы вертикальная линия их соприкосновения проходила через центр градусных делений. Чтобы подвижное зеркало не падало, надо вдоль линии соприкосновения вбить два гвоздика. В качестве предмета берется булавка с небольшим бумажным флажком, у которого одна сторона закрашена синим карандашом, а другая— красным. Флажок должен располагаться вдоль радиуса.

Меняя угол между зеркалами и положение булавки, считают число изображений сперва в одном, потом в другом зеркале, причем надо заглядывать в зеркала с разных мест, так как некоторые изображения лежат не только очень близко к линии соприкосновения зеркал, но и за этой линией (в пределах вертикального угла). Совпадающие изображения будут считаться за два, так как один раз изображение войдет в число синих, видимых в одном зеркале, а другой раз — в число красных, видимых в другом зеркале. Зеркала должны быть тонкими.

Зеркало, дающее прямое изображение. 1) Два зеркала под углом. 2) Часы карманные. 3) Книга.

Если смотреть в два зеркала, поставленные под прямым углом друг к другу, то видимый в зеркале человек имеет правый глаз на правой стороне лица. Циферблат часов, помещенных перед таким зеркалом, имеет свой обычный вид (рис. 248). Книгу, поставленную перед зеркалом, можно читать, как обычную печать.

Рис. 248. Изображение в двух плоских зеркалах под прямым углом

Объясняется это явление тем, что мы видим не обычное изображение в зеркале (рис. 249), а полученное после двукратного отражения. Различие в ходе лучей и в получении изображения при одном плоском зеркале и при двух взаимно перпендикулярных зеркалах представлено на рисунке 250 I и II.

Рис. 249. Изображение в плоском зеркале

Рис. 250. Ход лучей в плоском зеркале (/) и в двух плоских зеркалах под прямым углом (//)

Калейдоскоп Брюстера. Прибор. Если в физическом кабинете нет калейдоскопа фабричного изготовления (рис. 251), можно сделать этот прибор самостоятельно. Для этого склеивается картонная трубка (d = 5—8 см, I = 15—18 см); один конец заклеивается картонным кружком с отверстием (d = 5 мм).

Рис. 251. Калейдоскоп (общий вид)

В трубку вставляются во всю длину полоски плоского зеркала (ширина на одном конце 4 см, на другом 2 см; длина, как у трубки) под углом в 60°; для укрепления зеркал внутрь трубки вклеивают недалеко от ее концов две круглые перегородки с прорезами в форме равносторонних треугольников со сторонами немного больше 2 см и меньше 4 см; расположение отверстий таково (рисунок 252), чтобы место соприкосновения зеркал пришлось на одном конце трубки около отверстия, на другом — около края (рис. 252).

Рис. 252. Внутреннее устройство калейдоскопа

На открытый конец надевается хорошо пригнанная трубка (l = 5 см), у которой в дно вклеено матовое стекло, затем вставлено картонное кольцо (прилегающее вплотную к стенкам), на кольцо положен стеклянный кружок и затем все это надето на открытый конец длинной трубки. Между двумя стеклами (расстояние 1 см) положено несколько самых разнообразных кусочков — завитушки из цветного стекла, кусочки цветной материи или бумаги, кусочек кружев и т. д., чем разнообразнее и затейливее по форме, тем лучше; очень много кусочков класть не следует, При наблюдении калейдоскоп направляют на яркий свет и вращают весь прибор для получения новых фигур.

Кружочки из стекла вырезаются алмазом. Подбирают круглый невысокий предмет (коробочка, баночка) с диаметром примерно на 7—6 мм меньше, чем у вырезаемого кружочка. Прижав предмет к стеклу, приставляют к предмету оправу алмаза (такой стороной и с таким уклоном, как это требует данный инструмент) и затем обводят алмазом вокруг предмета, все время надрезая стекло.

Прорезав алмазом несколько касательных к проведенной окружности, начинают осторожно и постепенно обламывать стекло вокруг кружочка; мелкие оставшиеся уголки удаляют плоскогубцами. При хорошо прорезанной линии удается, ударяя ребром ручки алмаза, вызвать в одном месте прореза трещину и затем ее распространить такими же ударами на всю окружность; таким путем можно вынуть кружочек из остального стекла. Не следует брать стекол толще 1,5 мм.