Новый физический фейерверк - [267]

Шрифт
Интервал
льшая часть тени так далеко, что детали формы боковой поверхности горы слишком малы и разглядеть их невозможно. Треугольная форма тени определяется законами перспективы: кажется, что боковые стороны тени, начинающиеся слева и справа от наблюдателя, сходятся в какой-то далекой точке на земле и внутри слоя аэрозоля. Расстояние между сторонами тени уменьшается так же, как между уходящими вдаль прямыми рельсами: если смотреть вдоль рельсов, создается впечатление, что на горизонте они сходятся. Сама тень напоминает вашу тень на лужайке при низком солнце: тень от ног — нормального размера, а тень от головы несколько сужена.

Когда вы стоите значительно ниже вершины в тени горы, вы смотрите через аэрозоль, на который падает тень (а не сверху на него). Если стать строго в центре тени, ее стороны будут по-прежнему сходиться прямо перед вами, но будет казаться, что ее конец несколько задран вверх. Если сдвинуться из центра, скажем, влево, вершина горы и ее тень сдвигаются вправо относительно вас. Более того, поскольку вы смотрите на тень через аэрозоль, сдвиг любой части тени увеличивается с увеличением расстояния до нее. Таким образом, поскольку тень вершины горы — самая удаленная от вас точка, она сдвигается больше всего. Если сдвинуться влево и проследить за сужающимся вдали участком тени, можно видеть, что он не только загибается вверх, но и отворачивает вправо, образуя заострение на конце.

6.37. Исчезающие тени облаков

Представьте себе, что вы летите в самолете над океаном, а небо местами покрыто кучевыми облаками. Почему, когда вы сидите на освещенной солнцем стороне самолета, тень от них видна, а если ваше место с противоположной стороны, вы ее не видите?


ОТВЕТ • Если из окна на солнечной стороне самолета смотреть на океан, глаз воспринимает главным образом свет, отраженный и рассеянный поверхностью воды. Это так называемые блики — световые пятна на ярко освещенной поверхности. Если облако не пропускает часть солнечных лучей, они не достигают поверхности воды и вы видите тень облака на воде. В том месте, куда падает тень, бликов нет, и поэтому оно темнее окружающей воды.

С другой стороны самолета свет в основном отражается и рассеивается не в сторону наблюдателя. Хотя часть воспринимаемого им света и является отражением неба, это главным образом свет, идущий из глубины океана, то есть солнечный свет, прошедший через поверхность воды, который затем отражается от взвеси в воде (на мелководье — от дна) и уходит обратно через поверхность. На не освещенной солнцем стороне самолета в области тени от облака интенсивность отраженного в толще воды света меняется несущественно, поскольку ее по-прежнему освещает свет, идущий от свободной от облаков части неба. Поэтому тени не видно. Однако если тень от облака сместится с воды на землю, она неожиданно станет видна. В этом случае идущего из глубины излучения нет, и глаз воспринимает только свет, рассеянный поверхностью земли (но не свет, идущий от неба). Облака затрудняют попадание солнечного света на то место, куда они отбрасывают тень, препятствуя его рассеянию на поверхности земли, а это значит, что тень видна наблюдателю.

6.38. Цвет океана

Цвет воды в океане неодинаков. Он меняется от голубого, как чистое небо, до серого — цвета неба, сплошь покрытого облаками. Иногда вода бывает белой, а иногда красноватой, сине-зеленой, зеленой или желтой. Случается, что в океане вода бывает даже коричневой. С чем связано такое разнообразие цветов? Почему часто цвет зависит от угла, под которым наблюдатель смотрит на поверхность океана?

Почему, если плыть глубоко под водой, удерживая в горизонтальном положении белый плоский предмет, цвет его верхней поверхности будет не таким, как цвет нижней поверхности?


ОТВЕТ • Цвет океана определяют сразу несколько факторов. Предположим, что вода чистая, атмосферы нет и вода настолько глубокая, что отраженный от дна свет не доходит до наблюдателя. Тогда вода будет черной или темно-темно-синей, поскольку молекулы воды постепенно поглощают свет красной области спектра и рассеивают синий свет.

В условиях, более приближенных к реальным, взвешенные в воде частицы могут изменить цвет океанской воды благодаря селективному поглощению или рассеянию определенных частей солнечного спектра. Если вода настолько мелкая, что наблюдатель воспринимает свет, отраженный от дна океана, селективное поглощение на дне тоже меняет цвет воды.

Наличие атмосферы изменяет ситуацию. Небо над водой несколько меняет ее цвет. Если небо голубое, вода может казаться чуть более голубой, поскольку наблюдатель воспринимает какую-то часть отраженного от поверхности воды света, идущего от неба. Точно так же, если небо серое и вода может быть серой. Однако, если в солнечный день смотреть на сияющую поверхность воды, она может казаться белой: в основном мы воспринимаем отраженный от воды солнечный свет, создающий ослепительный блеск.

Верхняя поверхность погруженного в воду плоского белого предмета имеет определенный оттенок: из-за поглощения и рассеяния в воде белый солнечный свет слегка меняет цвет. Снизу этот предмет освещает свет, прошедший в воде больший путь — вниз ко дну и обратно вверх — или рассеянный водой ниже предмета. Его цвет меняется сильнее, и поэтому верхняя и нижняя поверхности плоского предмета имеют разные оттенки.

Продолжить чтение
Рекомендуем почитать
Во власти цифр. Как числа управляют нашей жизнью и вводят в заблуждение

Миром правят числа. Все чаще и чаще решения принимают не люди, а математические модели. В числах измеряется все – от наших успехов в образовании и работе и состояния нашего здоровья до состояния экономики и достижений политики. Но числа не так объективны, как может показаться. Кроме того, мы охотнее верим числам, подтверждающим наше мнение, и легко отбрасываем те результаты, которые идут вразрез с нашими убеждениями… Анализируя примеры обращения с численными данными в сферах здравоохранения, политики, социологии, в научных исследованиях, в коммерции и в других областях и проливая свет на ряд распространенных заблуждений, нидерландский журналист, специалист по числовой грамотности Санне Блау призывает мыслить критически и советует нам быть осмотрительнее, о чем бы ни шла речь – о повседневных цифрах, управляющих нашим благополучием, или о статистике, позволяющей тем, кто ее применяет, достичь огромной власти и влияния. «Числа влияют на то, что мы пьем, что едим, где работаем, сколько зарабатываем, где живем, с кем вступаем в брак, за кого голосуем, как решаем вопрос, брать ли ипотеку, как оплачиваем страховку.

Россия и Дон. История донского казачества 1549—1917

Предлагаем вашему вниманию адаптированную на современный язык уникальную монографию российского историка Сергея Григорьевича Сватикова. Книга посвящена донскому казачеству и является интересным исследованием гражданской и социально-политической истории Дона. В работе было использовано издание 1924 года, выпущенное Донской Исторической комиссией. Сватиков изучил колоссальное количество монографий, общих трудов, статей и различных материалов, которые до него в отношении Дона не были проработаны. История казачества представляет громадный интерес как ценный опыт разрешения самим народом вековых задач построения жизни на началах свободы и равенства.

Император Алексей Ι Комнин и его стратегия

Монография доктора исторических наук Андрея Юрьевича Митрофанова рассматривает военно-политическую обстановку, сложившуюся вокруг византийской империи накануне захвата власти Алексеем Комнином в 1081 году, и исследует основные военные кампании этого императора, тактику и вооружение его армии. выводы относительно характера военно-политической стратегии Алексея Комнина автор делает, опираясь на известный памятник византийской исторической литературы – «Алексиаду» Анны Комниной, а также «Анналы» Иоанна Зонары, «Стратегикон» Катакалона Кекавмена, латинские и сельджукские исторические сочинения. В работе приводятся новые доказательства монгольского происхождения династии великих Сельджукидов и новые аргументы в пользу радикального изменения тактики варяжской гвардии в эпоху Алексея Комнина, рассматриваются процессы вестернизации византийской армии накануне Первого Крестового похода.

Продолжим наши игры+Кандибобер

Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.

Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты

«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.

Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.