Физика на каждом шагу - Яков Перельман

«Достойно замечания различие в виде планет и неподвижных звезд при наблюдении через трубу. Планеты представляются маленькими кружками, резко очерченными, как бы малыми лунами; неподвижные же звезды не имеют определенных очертаний, но бывают окружены как бы дрожащими лучами, искрящимися, подобно молнии. Труба увеличивает только их блеск, так что звезды пятой и шестой величины делаются по яркости равными Сириусу, самой блестящей из неподвижных звезд. Вследствие этого труба открывает нам почти невероятное количество светил, укрывавшихся доселе от невооруженного зрения.

«Третий предмет, обративший наше внимание, был Млечный путь, состав которого благодаря зрительной трубе обнаруживался до того ясно, что теперь можно все споры, мучившие философов в продолжение стольких веков, считать разрешенными очевидностью. Млечный путь есть не что иное, как тесное собрание бесчисленного множества звезд; в какое бы место Млечного пути ни была направлена труба, везде нам представляется громадное множество звезд; многие довольно велики и явственно видимы, а с ними необозримое множество мельчайших.

«Остается, – что за главное почитаю, – сообщить об открытии и наблюдении четырех планет, от начала мира до наших времен никогда не виданных. 7 января 1610 г., в первом часу ночи, наблюдая небесные светила, я, между прочим, направил на Юпитер мою трубу и благодаря ее совершенству увидел недалеко от планеты три маленькие блестящие звездочки, которых прежде не замечал. Эти светлые точки были приняты мною за неподвижные звезды. Через восемь дней я опять направил трубу на Юпитер и увидел, что расположение звездочек значительно изменилось. С величайшим нетерпением ожидал я следующей ночи, но небо в эту ночь было со всех сторон покрыто облаками. На десятый день я снова увидел звездочки… (Галилей описывает далее новое расположение звездочек и позднейшие свои наблюдения: звездочек оказалось четыре.)

«Вследствие этого я уже без колебания решил, что существуют четыре светила, обращающиеся около Юпитера, подобно тому как Венера или Меркурий обращаются около Солнца».

Теневые портреты

Здесь приложен портрет Пушкина, исполненный довольно необычно: что должно быть светлым, изображено черным, а все тени, наоборот, – светлые (рис. 88).

Рис. 88. Необычайный портрет Пушкина

Рис. 89. Еще один необычайный портрет

Нельзя сказать, чтобы это было красиво; вы предпочли бы рисунок с естественным распределением света и теней. Ваше желание нетрудно исполнить.

Смотрите на портрет, устремив взгляд в какую-нибудь точку близ его середины. Считайте при этом примерно до восьмидесяти и затем быстро перенесите взгляд на белый потолок или стену: вы увидите там, правда всего на мгновение, больших размеров портрет, в котором свет и тени размещены уже вполне правильно, т. е. обратно тому, что изображено на наших портретах (рис. 88 и 89).

Причина этого интересного явления кроется в том, что оболочка, выстилающая заднюю стенку нашего глаза и принимающая изображения предметов, утомляется от действия света. Однако те участки этой оболочки, на которые приходятся темные части изображения, не утомляются (потому что черный свет есть не что иное, как отсутствие света). Когда после рассматривания нашего портрета взгляд переносится на светлую стену, то утомленные участки глазного дна, где раньше действовал свет, не воспринимают ничего, они отдыхают. Неутомленные же участки, отвечавшие черным местам портрета, хорошо воспринимают белую поверхность. Оттого-то вы и видите, пока глаз не отдохнул, прежнюю картину, но с обратным распределением черных и белых пятен.

Если у вас есть цветные карандаши или краски, вы можете сделать опыт еще интереснее. Нарисуйте какую-нибудь фигурку, например, синего цвета. Рассматривая ее, как в предыдущем случае, и затем быстро перенося взгляд на потолок, вы увидите на нем ту же фигуру, но уже не синего, а желтого цвета. Вообще это изображение будет окрашено в цвет, «дополнительный» к цвету вашего рисунка (что такое «дополнительный цвет» было уже объяснено ранее, на с. 73).

Зажигание льдом

Мальчиком я любил смотреть, как старший мой брат зажигал папироску увеличительным стеклом. Подставит стекло под лучи солнца, наведет яркое пятнышко на кончик папиросы, – она и задымится синеватой струйкой, затлеет.

– А знаешь, – сказал мне брат как-то зимой, – можно ведь и льдом зажечь папироску.

– Льдом? – изумился я.

– Зажигает, конечно, не сам лед, а солнце, но лед собирает его лучи, вот как это стекло.

– Ты, значит, хочешь сделать зажигательное стекло из льда?

– Сделать из льда стекло я не могу, да и никто не может, но сделать из льда зажигательную чечевицу – это мы сможем.

– Что это такое чечевица?

Рис. 90. Таз для изготовления ледяной чечевицы

– Придадим льду такую форму, как у этого стекла, вот и получится чечевица; круглая, выпуклая, посередине толстая, по краям тонкая.

– И будет зажигать?

– Будет зажигать.

– Но ведь она холодная!

– Ничего не значит. Хочешь, попробуем?

Брат начал с того, что велел мне принести таз для умывания. Я принес, но брат забраковал его.

– Не годится: дно плоское. Надо с кривым дном. Когда я принес другой таз, брат налил в него чистой воды и выставил на мороз.

– Пускай промерзнет до дна; тогда у нас и будет ледяная чечевица: одна сторона – плоская, другая – выпуклая.

– Такая большая?

– Чем крупнее, тем лучше: больше солнечных лучей соберет в одну точку.

На другой день с утра я побежал поглядеть на наш таз. Вода в нем замерзла до дна.

– Славная будет чечевица! – говорил брат, постукивая по льду пальцем. – А теперь давай вынимать ее из таза.

Это оказалось делом нехитрым. Брат поставил ледяной таз в другой, где налита была горячая вода, и лед быстро оттаял у стенок. Мы вынесли таз со льдом на двор и выложили чечевицу на доску.

– Погодка хорошая, – сказал брат, щуря глаза на солнце. – Самая подходящая для зажигания. Ну-ка, держи папироску!

Брат установил чечевицу на садовой скамейке, прислонив краем к перекладине спинки. Долго примеривался он, прежде чем удалось ему направить яркое пятно от чечевицы на папироску. Когда пятнышко останавливалось на моих руках, я чувствовал, какое оно горячее. Я уже не сомневался, что льдина зажжет папироску.

И действительно, когда пятнышко покрыло конец папиросы и продержалось там с минуту, она затлелась, и от нее пошел синеватый дымок.

– Ну, вот мы и зажгли льдом, – сказал брат, беря тлеющую папиросу в рот. – Так можно хоть на самом полюсе зажечь костер без спичек, были бы дрова!

Три пуговицы

Положите рядом три одинаковые пуговицы или монеты. То, что я сейчас предложу вам сделать с ними, кажется с первого взгляда очень простым. Тем неожиданнее будет то, что вы узнаете потом. Вот эта задача: выдвиньте среднюю пуговицу (монету) вниз настолько, чтобы между нею и каждою из остальных двух был промежуток, равный расстоянию между наружными краями боковых пуговиц.

Вы должны полагаться при этом только на свой глаз и не прибегать к помощи циркуля и бумажки. Большой точности от вас не требуется; если ошибетесь на сантиметр, то задачу будем считать решенной верно.

Рис. 91. Кажущееся (неправильное) решение задачи с тремя монетами

Ваше решение, вероятно, было приблизительно такое, как на рис. 91. Оно как будто вполне отвечает задаче, не правда ли? Но попробуйте измерить расстояния бумажкой или циркулем. Окажется, что вы ошиблись чуть не в полтора раза!

На рис. 92 показано правильное расположение пуговиц (монет), несмотря на то, что для нашего глазомера оно кажется, совсем неправильным.

Рис. 92. Правильное решение задачи с монетами

Чем крупнее кружки, тем обман зрения поразительнее. Опыт удается и в том случае, если взять неодинаковые кружки, например, монеты разного достоинства.

Четырехугольники

Вы признать затруднитесь квадратами четырехугольные фигуры на рис. 93: бока у одной вдавлены, у другой выпуклы.

Так судит ваш глаз. Но он ошибается: все три четырехугольника – геометрически правильный квадраты.

Рис. 93. Прямые ли стороны у этих четырехугольников?

Причина обмана зрения – линейчатый фон, на котором начерчены эти фигуры.

Что больше?

Рассмотрите рис. 94. На нем выделены две параллельные линии – ab и cd. Если у вас спросят, какая длиннее, вы без колебаний скажете, что первая, ab. Но смерьте их бумажкой: вы убедитесь, что обе одинаковой длины! Причина обманчивого неравенства – окружающий фон. Первая линия изображает высоту комнаты, вторая – высоту шкафа. А так как шкаф явно ниже комнаты, то мы и считаем линию cd короче ab.