Предметы для наблюдения изображений. Оптический обман

Предметы для наблюдения изображений. При демонстрации изображений, даваемых сферическими зеркалами и линзами, необходимо иметь предмет, самосветящийся или хорошо освещенный другим источником света.

В качестве предмета всего проще взять пламя стеариновой свечи. Удобно применять накаленный волосок электрической лампы. В этом отношении были хороши угольные лампочки с волоском, закрученным в спираль (т. III, рис. 380). В настоящее время приходится пользоваться лампами со спиральным волоском, имеющим форму подковы (т. III, рис. 374,11).

Такую лампу надо так устанавливать, чтобы плоскость подковы была перпендикулярна к лучам зрения. Все перечисленные самосветящиеся предметы обладают тем недостатком, что отдельные светящиеся части их лежат в разных плоскостях и потому не дают одновременно одинаково четких изображений.

В качестве предмета удобно применять источник света, состоящий из четырех маленьких электроламп (рис. 213).

Гораздо лучше, особенно для лабораторных работ, взять в качестве источника света электрическую кино-лампочку на 12 а и вместе со специальным стеклянным рефлектором поместить в жестяной сосуд — цилиндрической или, что лучше, прямоугольной формы (вроде фонаря). Во избежание чрезмерного нагревания полезно сделать внизу и вверху в боковых стенках ряд отверстий для вентиляции, но тогда надо устроить двойные дно и крышку, чтобы свет не мог пройти непосредственно через отверстия (рис. 270).

Рис. 270. Футляр для лампочки у оптической скамьи

В передней стенке делается отверстие (2,5 см X 5 см), закрываемое куском матового стекла; на стекле (на матовой стороне) тушью или черным лаком рисуется какая-нибудь простая фигура, например крест, стрела (рис. 271, I), квадрат, сетка пересекающихся прямых и т. д. Можно вдоль стекла натянуть крест нитей из волоса или тонкой проволоки. Матовое стекло можно заменить молочным или белой бумагой (если нагревание не очень сильно). Очень хорошие результаты дает проволочная (латунная или железная) сетка, затягивающая отверстие (рис. 271, II).

Рис. 271. Типы предметов для получения изображений

Размер квадратных ячеек сетки можно брать разный (b = 0,5—2 мм). Можно сделать круглое отверстие (d— 1 см) с ровными краями и заклеить его белой бумагой; полученный белый кружок будет служить предметом. Полезно на отверстии натянуть крест нитей. Если лампочка закрыта жестяным цилиндром, то можно пробить или просверлить в стенке ряд дырочек (d = 1—2 мм), образующих какую-нибудь фигуру (рис. 271, III).

Все симметричные фигуры—крест, квадрат, круг, сетка — пригодны лишь для опытов, где качественная сторона явления не разбирается, а производится лишь измерение, например, фокусного расстояния. Там же, где хотят выяснить различие-прямого и обратного изображений, необходимо применять несимметричные фигуры (рис. 271, IV—VII) или натянуть нити с наклонной осью симметрии (рис. 271, VIII). Тогда можно будет показать, что при обратном изображении верх оказывается внизу и правая сторона — слева.

Тщательно закрывать источник света со всех сторон приходится, когда в одной комнате несколько групп учащихся производят лабораторные работы по оптике. Но даже в таком случае бывает достаточно окружить источник защитой с боков, не закрывая его сверху; при таком устройстве футляра почти отсутствует его нагревание.

Оптический обман. Оптический обман. 1) Вогнутое зеркало (с большим отверстием). 2) Букет искусственных цветов. 3) Вазочки для цветов. 4) Ящик или коробка. 5) Электролампа.

Перед вогнутым зеркалом на расстоянии его радиуса ставится ящик отверстием к зеркалу (рис. 275); на ящик помещают пустую вазу для цветов. Внутри ящика под верхней его крышкой укрепляют букет цветов стеблями кверху; ящик внутри окрашивается черной матовой краской. Букет со стороны зеркала освещается электролампой.

Рис. 275. Оптический обман

Середина (по высоте) вазы должна лежать на одном уровне с серединой зеркала. Зеркало устанавливают так, чтобы действительное изображение букета оказалось расположенным как раз над вазой. Если смотреть на зеркало спереди (по направлению примерно его оптической оси), то кажется, что в вазе стоит реальный букет.

Установку надо выполнять вдвоем; один устанавливает зеркало по указаниям другого, наблюдающего одновременно за изображением в зеркале. При наблюдении с разных мест эффект получается не везде одинаково хороший, поэтому полезно заранее наметить место, с которого опыт удается всего лучше.