Коленчатая труба и перископ. Секстант

Коленчатая труба. 1) Прибор. 2) Источник света. 3) Непрозрачное тело (кирпич, книга, металлическая пластина).

Устройство коленчатой трубы, сделанной из фанеры и картона, понятно (без описания) по рисунку 253. Внутри трубы помещены четыре плоских зеркала под углом в 45° к основному лучу зрения; пунктирная линия изображает ход лучей света.

Рис. 253. Коленчатая труба

Примечание. Во всех приборах, где лучи света испытывают многократное отражение от плоских зеркал, происходят сильное поглощение и искажение, особенно, если зеркала не отличаются прекрасными качествами; с обычными житейскими зеркалами изображения получаются слабые, мутные, искаженные. По этой причине для получения хороших результатов в применяемых на практике приборах плоские зеркала заменяются призмами с полным внутренним отражением.

Перископ. Устройство перископа представлено на рисунке 254. В длинной коробке (квадратного сечения) из фанеры укреплены два плоских зеркала, параллельные друг другу и образующие углы в 45° с продольной осью прибора (или две призмы полного внутреннего отражения). Ход лучей изображен пунктирной ломаной линией.

Рис. 254. Перископ с плоскими зеркалами (I) и с призмами (II)

Секстант. Школьная или самодельная модель. Секстант служит для измерения углов между двумя лучами зрения (до 120°, хотя деления на приборе до 60°); прибор использует свойство зеркала при своем повороте на некоторый угол поворачивать луч зрения на угол, вдвое больший. Школьная модель секстанта (с диоптрами вместо зрительной трубы) представлена на рисунке 255.

Рис. 255. Секстант (школьная модель)

Действие прибора схематично изображено на рисунке 256. Через диоптр А с круглым отверстием (d = 3—4 мм) смотрят на отдаленный предмет (чаще всего на линию горизонта, когда измеряют высоту Солнца по направлению AB. Это направление определяется волоском или линией С, нанесенной на стекле над зеркальцем 1, неподвижно укрепленным в месте С так, чтобы луч ED, идущий от того же отдаленного предмета, параллельно лучу AB, после отражения от обоих зеркал 2 и 1 попал в отверстие А.

Рис. 256. Ход лучей в секстанте при наводке на горизонт (I) и на предмет с угловой высотой в 60° (II)

При этом линейка DF (прямая DF совпадает с плоскостью зеркала 2) должна указывать нулевое деление шкалы. Не сдвигая прибора, вращаем линейку DF и скрепленное с ней зеркальце 2 вокруг оси D до того положения, когда в зеркальце 1 увидим второй отдаленный предмет (например Солнце), лежащий на направлении DH. Если линейка с зеркальцем повернулась на угол в 30°, то луч зрения DH отклонился от своего прежнего направления ED на вдвое больший угол в 60°; на приборе у делений наносятся эти двойные значения, так что отсчет прибора сразу дает угловое расстояние между двумя наблюдаемыми удаленными предметами.

Параллельные зеркала. 1) Два плоских зеркала. 2) Стекло. 3) Небольшая электролампа или свеча.

Приобретать специальный прибор с двумя параллельными зеркалами (рис. 257) не следует, так как опыт с таким же успехом можно показать на двух любых зеркалах. Их надо поставить вертикально на стол и между ними поместить светящее тело (свечу или электролампу). Смотреть надо как в одно, так и в другое зеркало. Для удобства наблюдения можно (как это сделано в приборе на рисунке 257) посередине каждого зеркала проскоблить в зеркальном слое отверстие (d = 5—8 мм) и смотреть через эти отверстия. Опыт требует индивидуального наблюдения.

Рис. 257. Параллельные зеркала

Для демонстрации сразу нескольким лицам можно зеркало, ближайшее к зрителям, заменить простым стеклом.