Техника - молодёжи 1963-12, страница 36

■■Р рудно поверить, что оптические I эффекты, приводящие к появлению радужных переливов и разводов на поверхности муарового шелка, могут иметь какое-либо научное или техническое значение. И тем не менее открытия последних лет удивительным образом связали муаровые узоры с тончайшими физическими исследованиями и точнейшими техническими приборами.

Сразу заметим, что простейший муаровый узор можно получить при наложении двух решеток из чередующихся прямых линий под небольшим углом друг к другу. Точки пересечения этих прямых образуют прямолинейные муаровые узоры (рис. 1) (см. 3-ю стр. обложки). Если эти линии пересекаются под малым углом, то ничтожная неправильность, неточность хотя бы одной из решеток приводит к сильному искажению прямолинейности муарового узора. Это свойство усиливать незаметные для человеческого глаза неправильности лежит в основе многочисленных применений муаровых узоров в измерительной технике.

Взять, к примеру, муаровые узоры, которые возникают при наложении двух решеток, состоящих из параллельных прямых, в том случае, если ширина белых промежутков между прямыми у одной решетки незначительно отличается от ширины другой (рис. 2).

В этом случае муаровый узор состоит из чередующихся параллельных «биений». Эффект усиления выступает здесь особенно ярко. Чем меньше различие между исходными фигурами, тем больше расстояние между двумя соседними «биениями». Например, при расстоянии между линиями в один миллиметр погрешность всего в один микрон даст одно «биение» на длине в 1 м. Таким образом, невидимое человеческому глазу несовпадение фигур может быть усилено в миллион раз и обнаружено без всяких оптических приборов. Само собой напрашивается применение этого эффекта в оптике, где для изучения интерференции и дифракции широко применяют так называемые дифракционные решетки — стеклянные пластинки с нанесенными на них параллельными рисками. У качественных решеток расстояния между рисками должны выдерживаться с максимальной точностью. Поэтому появление «муаровых биений» при наложении эталонной и вновь изготовленной дифракционной решетки служит надежным средством контроля качества.

В повседневной жизни каждый может наблюдать, как в стакане чая опус-

БЕЗ ЛИНЗ,

МАТЕМАТИКА БЕЗ ФОРМУЛ

(Си. 3-ю стр. обложим)

Муары делают видимым растворение сахара.

каются на дно прозрачные струи сахарного раствора или как над горящей плитой поднимаются вверх струи теплого воздуха. Видеть эти процессы удается потому, что у сахарного раствора и у теплого воздуха изменяется показатель преломления. Муаровые узоры позволяют проявить такого рода процессы. Если между двумя решетками, создающими муаровые узоры, пропускать теплый воздух от газовой горелки, то сильное искажение этих узоров сделает видимыми причудливо завихренные газовые струи. Процесс растворения сахара в воде тоже может быть сделан очень наглядным с помощью муаровых узоров (см. фото). Новый метод научного исследования можно использовать для изучения процессов ультрацентрифугования, диффузии, электрофореза и т. д.

Если между решетками, создающими муаровый узор, положить линзу, она изменит этот узор (рис. 3). Выпуклая

линза увеличивает муаровые узоры, вогнутая уменьшает их.

Эти линзы поворачивают муаровые узоры в противоположных направлениях на угол, величина которого пропорциональна фокусному расстоянию. Если линза содержит дефекты, то муаровые линии искривляются. Таким образом, становится возможным весьма строгий контроль качества линз на оптических заводах без сложных измерительных приборов.

Другая область применения муаровых узоров — это математическое моделирование. Возьмем две гауссовы решетки. Их легко получить, если под гауссовой кривой провести параллельные вертикальные линии, отстоящие друг от друга на равном расстоянии, а затем через точки пересечения этих линий с кривой провести под одним углом наклонные линии (рис. 4). Если наложить две такие сетки одну на другую и вращать их (рис. 4а, б, в), то муаровые угоры дадут результат взаимодействия двух функций.

В физике и в технике подобное наложение двух процессов встречается очень часто, поэтому муаровые узоры неожиданным образом оказываются связанными с исследованием электромагнитных, звуковых и водяных волн. Сложные картины их взаимодействия очень легко и быстро получаются с помощью муаровых узоров.

До сих пор мы говорили только о прямолинейных решетках, но посмотрите, что получается при наложении круговых фигур. На рисунке 5 показаны муаровые узоры, которые могут моделировать взаимодействие водяных волн, выходящих в одной фазе из двух источников, или взаимодействие световых лучей из одного источника при проходе через два отверстия в экране. Такие узоры уже помогают проектировать акустику зданий и даже портовые волноломы.

А на рисунке 6а и 66 показаны узоры, получаемые с помощью диска, в котором площадь каждой кольцевой зоны в точности равна площади центрального круга. При наложении двух таких дисков со сдвигом появляются прямолинейные муаровые узоры. Если же на диск накладывают прямолинейную вертикальную решетку, муаровые узоры повторяют центральный круг по горизонтали.

Необычные применения муаровых узоров говорят, что вокруг нас нет пустяков и что важные вещи начинаются с серьезного изучения явлений, которые раньше казались нам пустяками из-за малой осведомленности.

ТРАГЕДИЯ МАЛОДУШИЯ

Окончание. Начало см. на стр. 12.

Картину Теодора Жерико жюри относит к XI классу. После салона ее вешают в угол, подальше от любопытных глаз. Государство отказывается купить ее для музея, хотя Жерико, работавший над нею два года, отчаянно нуждается в деньгах.

— Покажем «Медузу» в Англии, — неожиданно предлагает английский импресарио Баллок. — Мои соотечественники без ума от морских сюжетов и всегда рады позлословить по адресу французских моряков.

Жерико надеется на признание у английской публики.

Он сопровождает картину в Лондон и другие города Англии. С радостью видит он давку у своей картины и вслушивается в комментарии знатоков.

На родине Жерико ожидает сюрприз: сенсационный шум вокруг его детища. Капитан де Шомаре вынужден предстать перед военным судом. Изо всех сил выуживают адвокаты «смягчающие обстоятельства». И вот морской трибунал приговаривает подсудимого к... трем годам тюрьмы. Что ж из того, что из-за его трусости погибло 130 человек? Ведь он старый заслуженный монархист, верноподданный короля, каких мало.

Выйдя из заключения, Шомаре думает: «Наконец-то можно все забытьI» Но до самого смертного часа, на протяжении еще 20 лет своей жизни, он не мог выйти из дому, чтобы его не окружили жители деревни, выкрикивавшие оскорбления подлому трусу.

31