Новый физический фейерверк - [329]

7.32. Призраки телевизионного экрана, плавающие в воздухе

Когда в темной комнате вы смотрите телевизор с кинескопом (электронно-лучевой трубкой) и там нет другого источника света, быстро переведите взгляд сначала к точке, находящейся примерно на метр слева от экрана, а затем к точке, находящейся примерно на метр справа от него. Когда вы будете переводить взгляд вправо от экрана, вы увидите одно или несколько ярких подробных призрачных изображений текущего телевизионного кадра, висящих в воздухе, причем каждое такое изображение перекошено вправо.

Как образуются эти изображения? Куда они перекосятся, если вы переведете ваш взгляд в противоположном направлении? Почему, если вы отодвинетесь от экрана подальше, изображения сильнее перекосятся, а расстояние между ними увеличится? Появятся ли подобные призрачные изображения, если вы будете переводить взгляд в вертикальном направлении? Могут ли образоваться похожие изображения, если в этот момент на экране будут мелькать кадры кинофильма?

ОТВЕТ • Изображение на экране телевизора создается лучом, быстро бегущим по экрану в горизонтальном направлении строка за строкой сверху вниз. Предположим, что ваш взгляд перемещается вправо по экрану, в то время как луч создает верхнюю линию. Линия остается видимой в течение короткого времени из-за инерции зрения. Поскольку ваш взгляд сдвигается вправо, сохранившееся изображение верхней строки оказывается смещенным вправо, в то время как луч на экране уже пробегает вторую строку. Фактически, когда луч на экране пробегает следующую строку, предыдущие строки все еще можно видеть, но смещенными вправо из-за перемещения вашего взгляда. Сдвиг будет наибольшим для верхней строки и наименьшим для нижней строки. В совокупности эти линии дадут перекошенное изображение того, что видно на экране.

Если вы будете быстро переводить взгляд от экрана вниз, вы увидите приплюснутое изображение экрана, а если вверх — вытянутое изображение. Поскольку кинофильм проецируется на экран в виде последовательности целых кадров, призрачных изображений не получится.

7.33. Чтение через маленькие отверстия (пинхолы)

Если читать через маленькие отверстия, расположенные перед глазами, будут ли глаза меньше утомляться? Сейчас часто можно встретить рекламу очков для чтения, в которые вместо стекол вставлены пластинки со множеством маленьких отверстий. Производители обещают уменьшение напряжения мышц глаз, облегчение чтения и даже лечебный эффект. Впрочем, на некоторых сайтах пишут, что, наоборот, увеличивая напряжение мышц, такие очки тренируют глаза. И даже что они отсекают ультрафиолетовое облучение! Справедливы ли эти утверждения?

Живущие в пустыне гекконы не читают сквозь дырочки, но пользуются ими, чтобы не ослепнуть от яркого света. Ночью две мембраны над зрачком глаза открываются, образуя вертикальную щель, через которую ящерица видит. Днем же эти мембраны смыкаются, оставляя четыре небольших отверстия за счет выемок в краях мембран. Как геккон использует эти четыре отверстия, чтобы видеть добычу? Не лучше ли было бы ему иметь одно отверстие?

ОТВЕТ • Утверждение о том, что читать легче через отверстие, сомнительное. Аккомодация связана с конвергенцией глаз, то есть небольшими их поворотами, с тем чтобы линии зрения двух глаз пересеклись на объекте. Когда вы читаете эту страницу на расстоянии около 25 см, ваши глаза должны повернуться на определенный угол, чтобы в вашем сознании изображения от двух глаз могли восприниматься как единое целое. Конвергенция автоматически заставляет каждый глаз аккомодироваться, даже если они смотрят через маленькие отверстия, следовательно, отверстия не помогают глазным мышцам расслабляться.

Правда, при рассматривании объекта через маленькое отверстие уменьшается «кружок рассеивания», который из-за погрешностей оптической системы создает любой точечный источник, и резкость изображения может возрасти, правда, ценой уменьшения его яркости. Однако какой-либо лечебный эффект от таких очков достоверно не обнаружен и ультрафиолет они, конечно, не подавляют.

Несколько отверстий в закрытом глазу геккона уменьшают глубину фокуса. Затем геккон может отрегулировать глаз так, что четыре отверстия создают единое четкое изображение добычи, в то время как любой другой объект геккон видит в виде четырех перекрывающихся изображений. Внимание геккона приковывается к резкому изображению, а не к другим, размытым изображениям.

7.34. Цветной ореол вокруг пальца

В затемненной комнате встаньте напротив светлого окна, закройте один глаз, вытяните руку и поднимите один палец вертикально. Сфокусируйте открытый глаз на окне (или даже чем-то более удаленном), а не на пальце. Вы увидите, что края пальца слегка окрашены в разные цвета: красный с одной стороны, синий с другой. Что вызывает окрашивание?

ОТВЕТ • Сначала рассмотрим один луч белого света, проходящий рядом с пальцем слева от него. Говорят, что свет белый, потому что он состоит из примерно равного количества цветов видимого спектра, и в данном случае это действительно так. Как только свет попадает в глаз, а затем проходит через него, в конечном итоге на небольшой части сетчатки происходит разделение цветов: с одной стороны собирается свет с синей длиной волны, с другой стороны — с красной, а промежуточные цвета распределяются между красным и синим цветами (хроматическая аберрация). Как правило, вы не можете видеть эти цвета из-за перекрытия лучей с разными длинами волн на сетчатке. А вот когда вы помещаете палец напротив ярко освещенного окна, он отбрасывает темную тень на сетчатку, которая закрывает перекрытые лучи разных цветов рядом с тенью. Поэтому вдоль этой тени вы сможете увидеть цветной ореол. В зависимости от угла, при котором свет падает на глаз, красная окраска появляется либо на одной стороне тени, либо на другой, а синяя, соответственно, появляется на противоположной.