Техника - молодёжи 1959-09, страница 6

мы видим не сам предмет, а лишь его отражение, например, в плоском зеркале, мы по привычке «строим» изображение на продолжении падающих в наши глаза расходящихся лучей и в результате видим мнимое изображение за плоскостью зеркала.

Но, глядя на себя в зеркало, мы не уподобляемся наивной девочке из сказки Льюиса Кэрролла «Алиса в стране чудес», и не делаем попытки проникнуть в «Зазеркалье». Мы знаем, что ничего в действительности за зеркалом нет. Иллюзию существования нашего «зеркального двойника» мы создаем сами.

Однако в случае с висящим в воздухе приемником нас от него не отделяет никакое зеркало. Следовательно, остается только сделать вывод, что изображение радиоприемника не мнимое. Но это еще не значит, что зеркало здесь ни при чем. Ведь зеркальная поверхность может быть и не плоской, а как угодно изогнутой. Независимо от этого основной закон отражения света (угол, под которым луч отражается от данной точки поверхности тела, равен углу, под которым он падает на нее) будет тот же.

Возьмем, например, вогнутое сферическое зеркало. Оно представляет собой хорошо отражающую внутреннюю поверхность шарового сегмента. Это зеркало отличается тем, что все •лучи, идущие вблизи его главной оптической оси и параллельные ей, отразившись от поверхности, пересекаются в одной точке — фокусе зеркала, который находится точно посередине радиуса шара, из которого вырезан сегмент.

Если предмет поместить в фокусе сферического зеркала или где-нибудь правее его на оптической оси, то на экране (местоположение которого определяется расположением предмета) может быть получено изображение.

С помощью такого зеркала мы получаем изображение предмета не в «зазеркалье», а по ту же сторону, где. находится и сам предмет. Это образованное сходящимися лучами изображение, в отличие от мнимого, называют действительным. Теперь мы, казалось бы, подошли к разгадке нашего «чуда». Очевидно, действительное изображение приемника, парящего в воздухе, и построено с помощью сферического зеркала. А экран? Его-то ведь нет! Ну и что ж, действительное изображение можно увидеть и без экрана.

БЕЗ ЭКРАНА, НО...

Любой предмет мы видим потому, что часть лучзй, расходящихся во все стороны от любой из его точек, попадает и в наш глаз.

"Точно так же обстоит дело и с действительным изображением. Каждая его точка образована, как это следует из построения, сходящимися лучами. Однако затем лучи снова расходятся. А значит, если на пути этого расходящегося пучка окажется глаз, он увидит изображение там, где оно возникло в результате пересечения этих лучей. Какая же картина предстанет в этом случае перед взором наблюдателя? Он увидит одно

временно и сам предмет и его изображение.

Но ведь мы-то видим только изображение приемника! Как же удалось убрать из поля зрения сам приемник?

Ответ на этот вопрос дают все те же законы геометрической оптики. Сместив предмет относительно оптической оси и отгородив его экраном от наблюдателя, можно оставить в поле зрения только изображение. Так поступали работники Политехни-

ПРЕДМЕТ

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРЕДМЕТА

Сферическое вошутое зеркало дает увеличенное действительное перевернутое изображение предмета, если он находится между центром и фокусом (см. вверху). Если предмет находится за центром (см. вниз у), зеркало дает уменьшенное перевернутое изображение.

ИЗОБРАЖЕНИЕ

НАБЛЮДАТЕЛЬ

^ —СВЕТОЧУВСТВИ ТЕЛ b / ^ ^ I ЕЙ НЫИ ЭКРАН

ПРЕДМЕТ

rf

^~Ч1СТ0ЧНИК СВЕТА

Предмет, помещенный вблизи центра, немного в сторону от главной оптической оси, дает равное себе действительное перевернутое изображение, которое кажется висящим в воздухе по другую сторону оси.

ческого музея и, наверное, жрецы Александрийского храма, создавая оптические эффекты.

Но попытки «спрятать» таким методом предмет приводят к искажению его изображения, ибо оно только в том случае получается нормальным, если образовано лучами, проходящими очень близко к оптической оси сферического зеркала. И, глядя на четкое, неискаженное изображе

ние «приемника в воздухе», становится понятно, что здесь пошли не этим древним путем.

«ХИТРОЕ» ЗЕРКАЛО

Чтобы избежать искажений, предмет должен находиться на оптической оси.

Чтобы предмет не мешал видеть свое изображение, он не должен находиться на оптической оси.

Как обойти это противоречие?

В «стереоскопическом периокопе» задача решена очень остроумно и просто.

Предмет все-таки помещают на оптической оси. А чтобы скрыть его от наблюдателя и перенести изображение в другое место, применяют «хитрое» полупрозрачное зеркало. Оно пропускает часть лучей к сферическому зеркалу, но, когда они, отразившись, устремляются назад, «перехватывает» их и посылает в направлении, зависящем от угла, под которым зеркало наклонено к оптической оси (поэтому автор и назвал свою установку перископом).

Чтобы не оставлять повода для недоуменных вопросов, остается только пояснить, почему нам удается видеть изображение объемным.

Природа не случайно наделила нас двумя глазами. Взгляните на человека, рассматривающего кончик собственного носа. Вы увидите, как сильно косят его глаза. Это происходит потому, что уж очень близка точка, которую наблюдают оба глаза одновременно. А когда им приходится рассматривать более удаленные предметы, то уменьшается и угол, под которым они косят. Но косят наши глаза всегда. Благодаря тому, что, рассматривая предмет или его изображение двумя глазами, мы сводим линии зрения то на более близкие, то на более удаленные его точки, наши глазные мышцы испытывают соответственно и различные напряжения. Наш жизненный опыт по степени этих мышечных напряжений и позволяет совершенно автоматически судить об удаленности и форме рассматриваемого предмета.

Если сегодня стереоскопический перископ используется еще только на выставке для демонстрации объемных экспонатов, то, по замыслу автора, завтра он поможет студентам-медикам уловить все нюансы ювелирной техники хирурга-учителя (см. цветную вкладку); операторам, работающим «механическими руками» с ра д и оакти в н ьими. химически опасными веществами, даст чудесные зеркальные глаза; станут интереснее и (нагляднее демонстрации на школьных уроках, оживится реклама, появятся новые аттракционы.

Так «чудо» начинает свою трудо вую жизнь.

На вкладке в • • р х у вы видите хи рургическую операцию, за всеми деталями которой студенты могут следить через стереоперископ. Внизу слева — сцена, где декораций строить не пришлось, тем же способом они проектируются в пространство с маленького макета. В центре — оптическая схема стереоперископа.

*

4