Файл: Перельман Я. И. - Занимательная физика. Книга 1 - 1983.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2020
Просмотров: 1513
Скачиваний: 12
случаю
стереоскопического
слияния
белой
поверхности
с
черной
);
случаи
же
неравного
распределения
отраженного
света
между
глазами
наблюдателя
(
т
.
е
.
случаи
,
когда
в
один
глаз
попадает
больше
,
чем
в
другой
)
при
рассматривании
блестящих
полированных
по
-
верхностей
,
очевидно
,
неизбежны
.
Читатель
видит
,
таким
образом
,
что
стереоскопический
блеск
представляет
доказа
-
тельство
в
пользу
мысли
,
что
опыт
играет
первенствующую
роль
в
акте
телесного
слияния
образов
.
Борьба
полей
зрения
тотчас
уступает
место
прочному
представлению
,
как
только
зрительному
аппарату
,
воспитанному
опытом
,
дается
возможность
отнести
различия
их
к
какому
-
нибудь
знакомому
случаю
действительного
видения
».
Итак
,
причина
того
,
что
мы
видим
блеск
(
по
крайней
мере
одна
из
причин
),
состоит
в
неодинаковой
яркости
изображений
,
получаемых
правым
и
левым
глазом
.
Без
стереоскопа
эта
причина
едва
ли
могла
бы
нам
открыться
.
Зрение
при
быстром
движении
Раньше
мы
говорили
,
что
различные
изображения
одного
и
того
же
предме
-
та
,
сливаясь
в
нашем
глазу
при
быстром
чередовании
,
создают
зрительное
впе
-
чатление
рельефности
.
Возникает
вопрос
:
будет
ли
это
только
тогда
,
когда
подвижные
изображения
воспринимаются
неподвижным
глазом
,
или
то
же
будет
наблюдаться
и
в
равно
-
сильном
случае
,
когда
неподвижные
изображения
воспринимаются
быстро
пе
-
ремещающимся
глазом
?
Оказывается
,
как
и
следовало
ожидать
,
что
стереоскопический
эффект
полу
-
чается
и
в
таком
случав
.
Вероятно
,
многим
читателям
случалось
замечать
,
что
кинематографические
картины
,
снятые
с
быстро
движущегося
поезда
,
обнару
-
живают
необыкновенную
рельефность
,
не
уступающую
той
,
какая
достигается
в
стереоскопе
.
Мы
и
непосредственно
можем
убедиться
в
этом
при
внимательном
отношении
к
тем
зрительным
впечатлениям
,
которые
воспринимаем
при
быст
-
рой
езде
в
вагоне
или
в
автомобиле
:
ландшафты
,
так
наблюдаемые
,
отличаются
стереоскопичностью
,
отчетливым
отделением
переднего
плана
от
заднего
.
Ощу
-
щение
глубины
заметно
возрастает
,
простирается
вдаль
больше
тех
450
м
,
кото
-
рые
являются
пределом
стереоскопического
зрения
для
неподвижного
глаза
.
Не
в
этом
ли
кроется
причина
приятного
впечатления
,
которое
производит
на
нас
ландшафт
,
рассматриваемый
из
окна
быстро
мчащегося
вагона
?
Даль
уходит
назад
,
и
мы
отчетливо
различаем
огромность
расстилающейся
кругом
картины
природы
.
Когда
на
быстро
движущемся
автомобиле
мы
проезжаем
через
лес
,
то
–
по
той
же
причине
–
каждое
дерево
,
ветка
,
листок
воспринимаются
нами
от
-
четливо
отграниченными
в
пространстве
,
заметно
отделяясь
друг
от
друга
,
а
не
сливаясь
в
одно
целое
,
как
для
наблюдателя
неподвижного
.
А
при
быстрой
езде
по
горному
шоссе
весь
рельеф
почвы
воспринимается
непосредственно
глазом
,
горы
и
долины
ощущаются
с
осязательной
пластично
-
стью
.
Все
это
доступно
и
одноглазым
людям
,
для
которых
описываемые
ощущения
являются
совершенно
новыми
,
неизведанными
.
Мы
уже
отмечали
,
что
для
рель
-
ефного
видения
вовсе
не
необходимо
,
как
обычно
думают
,
одновременное
вос
-
приятие
разных
картин
непременно
двумя
глазами
:
стереоскопическое
зрение
134
135
осуществляется
и
одним
глазом
,
если
разные
картины
сливаются
при
достаточно
быстром
чередовании
*)
.
Нет
ничего
легче
,
как
проверить
сказанное
:
для
этого
потребуется
лишь
не
-
много
внимания
к
тому
,
что
мы
воспринимаем
,
сидя
в
вагоне
поезда
или
в
авто
-
бусе
.
При
этом
вы
заметите
,
быть
может
,
и
другое
поразительное
явление
,
о
ко
-
тором
писал
еще
Дове
в
первой
половине
XIX
века
(
поистине
,
ново
то
,
что
хо
-
рошо
забыто
!):
мелькающие
мимо
окна
близкие
предметы
кажутся
уменьшенны
-
ми
.
Факт
этот
объясняется
причиной
,
имеющей
мало
общего
со
стереоскопиче
-
ским
зрением
,
а
именно
тем
,
что
,
видя
столь
быстро
движущиеся
предметы
,
мы
ошибочно
заключаем
об
их
близости
;
если
же
предмет
ближе
к
нам
, –
как
бы
бессознательно
рассуждаем
мы
, –
то
он
должен
быть
в
натуре
мельче
обычного
,
чтобы
казаться
такой
же
величины
,
как
всегда
.
Это
объяснение
принадлежит
Гельмгольцу
.
Сквозь
цветные
очки
Если
вы
станете
смотреть
через
красное
стекло
на
надпись
,
сделанную
крас
-
ным
по
белому
,
то
увидите
ровный
красный
фон
, –
и
только
.
Никаких
следов
надписи
вы
не
заметите
,
так
как
красные
буквы
сливаются
с
красным
же
фоном
.
Глядя
через
то
же
стекло
на
надпись
,
сделанную
голубым
по
белому
,
вы
отчетли
-
во
увидите
черные
буквы
на
красном
фоне
.
Почему
черные
–
легко
понять
:
крас
-
ное
стекло
не
пропускает
голубых
лучей
(
оттого
оно
и
красное
,
что
пропускает
только
красные
лучи
);
следовательно
,
на
месте
голубых
букв
вы
должны
увидеть
отсутствие
света
,
т
.
е
.
черные
буквы
.
На
этом
свойстве
цветных
стекол
основано
действие
так
называемых
анаг
-
лифов
–
картин
,
напечатанных
особым
образом
и
дающих
тот
же
эффект
,
что
и
стереоскопические
фотографии
.
В
анаглифах
оба
изображения
,
соответствую
-
щие
правому
и
левому
глазу
,
печатаются
одно
на
другом
,
но
разными
красками
:
голубой
и
красной
.
Чтобы
увидеть
вместо
двух
цветных
одно
черное
,
но
рельефное
изображение
,
достаточно
смотреть
на
них
через
цветные
очки
.
Правый
глаз
через
красное
стекло
видит
только
голубой
отпечаток
,
т
.
е
.
именно
тот
,
который
отвечает
пра
-
вому
глазу
(
причем
он
представляется
глазу
не
цветным
,
а
черным
).
Левый
глаз
через
голубое
стекло
видит
только
соответствующий
ему
красный
отпечаток
.
Каждый
глаз
видит
лишь
одно
изображение
–
именно
то
,
которое
ему
соответст
-
вует
.
Мы
имеем
здесь
те
же
условия
,
что
и
в
стереоскопе
,
и
,
следовательно
,
ре
-
зультат
должен
быть
тот
же
:
получается
впечатление
рельефа
.
«
Чудеса
теней
»
На
рассмотренном
сейчас
принципе
основан
и
эффект
тех
«
чудес
теней
»,
ко
-
торые
показывались
иногда
в
кино
.
«
Чудеса
теней
»
состоят
в
том
,
что
отбрасываемые
на
экран
тени
движущихся
фигур
представляются
зрителям
(
вооруженным
двухцветными
очками
)
в
виде
объемных
образов
,
выпукло
выступающих
впереди
экрана
.
Иллюзия
достигается
здесь
использованием
эффекта
двухцветной
стереоскопии
.
Предмет
,
тень
кото
-
*)
Этим
объясняется
заметная
стереоскопичность
кинематографических
картин
,
если
они
засняты
с
поезда
,
огибающего
кривую
,
причем
снимаемые
предметы
лежали
в
направлении
радиуса
кривой
.
«
Железнодорожный
эффект
»,
который
мы
здесь
имеем
в
виду
,
хорошо
известен
кинооператорам
.
136
рого
желательно
показать
,
помещается
между
экраном
и
двумя
поставленными
рядом
источниками
света
–
красным
и
зеленым
.
На
экране
получаются
две
ок
-
рашенные
тени
–
красная
и
зеленая
,
частично
покрывающие
друг
друга
.
Зрители
смотрят
на
эти
тени
не
непосредственно
,
а
сквозь
очки
с
плоскими
стеклами
–
красным
и
зеленым
.
Сейчас
было
объяснено
,
что
при
таких
условиях
порождается
иллюзия
объ
-
емного
образа
,
выступающего
впереди
экранной
плоскости
.
Иллюзии
,
достигае
-
мые
«
чудесами
теней
»,
чрезвычайно
забавны
:
порой
кажется
,
что
брошенный
предмет
летит
прямо
в
зрителя
;
какой
-
нибудь
исполинский
паук
шагает
по
воз
-
духу
в
публику
,
заставляя
некоторых
невольно
вскрикивать
и
отворачиваться
.
Аппаратура
здесь
крайне
проста
;
она
понятна
из
где
Зл
и
Кр
означают
зеленую
и
красную
лампы
(
слева
)
P
и
Q
–
предметы
,
помещенные
между
лампа
-
ми
и
экраном
;
p
и
q
со
значками
Зл
и
Кр
–
окрашенные
тени
эти
:
предметов
на
экране
;
P
1
и
Q
1
–
места
,
в
которых
видит
эти
предметы
зритель
,
смотрящий
через
окрашенные
стекла
–
зеленое
(
Зл
)
и
красное
(
Кр
).
Когда
бутафорский
«
паук
»
за
экраном
переносится
из
Q
в
P
,
зрителю
кажется
что
он
перебегает
из
Q
1
в
P
1
.
Вообще
,
приближение
предмета
за
экраном
к
источнику
света
,
обусловливая
увеличение
тени
на
экране
,
создает
иллюзию
надвигания
предмета
от
экрана
на
зрителя
.
Все
,
что
зрителям
кажется
летящим
на
них
с
экрана
,
движется
на
самом
деле
в
обратном
направлении
–
от
экрана
назад
к
источнику
света
.
Неожиданные
превращения
окраски
Здесь
уместно
рассказать
о
серии
опытов
,
очень
нравившихся
посетителям
«
Павильона
занимательной
науки
»
в
Ленинградском
ЦПКО
на
Кировских
остро
-
вах
.
Один
из
уголков
помещения
обставлен
,
как
гостиная
.
Вы
видите
мебель
в
темно
-
оранжевых
чехлах
;
стол
,
покрытый
зеленой
скатертью
;
на
нем
–
графин
с
клюквенным
морсом
и
цветы
;
полка
уставлена
книгами
с
цветными
надписями
на
корешках
.
Сначала
все
это
показывается
при
обычном
белом
электрическом
освещении
.
Затем
–
поворотом
выключателя
–
белое
освещение
заменяется
крас
-
ным
.
Это
порождает
в
гостиной
неожиданную
перемену
:
мебель
становится
ро
-
зовой
,
зеленая
скатерть
превращается
в
темно
-
лиловую
;
морс
делается
бесцвет
-
ным
,
как
вода
;
цветы
меняют
окраску
и
кажутся
совершенно
другими
;
часть
надписей
на
книжных
корешках
бесследно
исчезает
...
Рис
. 133.
Секрет
«
чудес
теней
».
При
новом
повороте
выключателя
уголок
заливается
зеленым
светом
–
и
об
-
лик
гостиной
опять
неузнаваемо
изменяется
.
Все
эти
занимательные
метаморфозы
хорошо
иллюстрируют
ньютоново
уче
-
ние
об
окраске
тел
.
Сущность
учения
в
том
,
что
поверхность
тела
имеет
всегда
цвет
не
тех
лучей
,
которые
она
поглощает
,
а
тех
,
которые
она
рассеивает
,
т
.
е
.
отбрасывает
в
глаз
наблюдателя
.
Знаменитый
соотечественник
Ньютона
,
анг
-
лийский
физик
Тиндаль
сформулировал
это
положение
так
:
«
Когда
мы
освещаем
предметы
белым
светом
,
то
красный
цвет
образуется
от
погло
-
щения
зеленых
лучей
,
а
зеленый
–
от
поглощения
красных
,
между
тем
как
остальные
цвета
в
обоих
случаях
проявляются
.
Значит
,
тела
приобретают
свой
цвет
отрицательным
спосо
-
бом
:
окраска
–
следствие
не
прибавления
,
а
исключения
».
Зеленая
скатерть
,
следовательно
,
оттого
зеленого
цвета
при
белом
освеще
-
нии
,
что
она
способна
рассеивать
преимущественно
лучи
зеленые
и
примыкаю
-
щие
к
ним
в
спектре
;
прочие
лучи
она
рассеивает
в
незначительном
количестве
,
большую
же
их
часть
поглощает
.
Если
направить
на
такую
скатерть
смесь
крас
-
ных
лучей
с
фиолетовыми
,
то
скатерть
будет
рассеивать
почти
одни
только
фио
-
летовые
,
поглощая
большую
часть
красных
.
Глаз
получит
впечатление
темно
-
лиловой
окраски
.
Примерно
такова
же
причина
и
всех
прочих
цветовых
метаморфоз
в
уголке
гостиной
.
Загадочным
представляйся
лишь
обесцвечивание
морса
:
почему
крас
-
ная
жидкость
при
красном
же
освещении
кажется
бесцветной
?
Разгадка
в
том
,
что
графин
с
морсом
стоит
на
белой
салфетке
,
разостланной
на
зеленой
скатерти
.
Если
снять
графин
с
салфетки
,
сразу
обнаруживается
,
что
в
красных
лучах
жид
-
кость
в
графине
не
бесцветная
,
а
красная
.
Бесцветной
кажется
она
только
рядом
с
салфеткой
,
которая
в
красном
освещении
делается
красной
,
но
которую
мы
по
привычке
и
по
контрасту
с
темной
цветной
скатертью
продолжаем
считать
белой
.
А
так
как
цвет
жидкости
в
графине
одинаков
с
цветом
мнимо
белой
сал
-
фетки
,
то
мы
невольно
приписываем
и
морсу
белый
цвет
;
он
становится
в
наших
глазах
уже
не
морсом
,
а
бесцветной
водой
.
Опыты
,
подобные
описанным
,
можно
проделать
и
в
упрощенной
обстановке
:
достаточно
,
раздобыв
цветные
стекла
,
рассматривать
сквозь
них
окружающие
предметы
*)
.
Высота
книги
Предложите
гостю
указать
пальцем
на
стене
,
какой
высоты
достигнет
книга
,
которую
он
держит
в
руках
,
если
поместить
ее
стоя
на
полу
.
Когда
он
сделает
это
поставьте
в
самом
деле
книгу
на
пол
:
окажется
,
что
высота
ее
чуть
не
вдвое
ниже
указанной
!
Особенно
хорошо
удается
опыт
,
если
спрошенный
сам
не
нагибается
для
указания
высоты
,
а
лишь
на
словах
объясняет
вам
,
в
каком
месте
стены
надо
сделать
пометку
.
Разумеется
,
опыт
можно
проделывать
не
только
с
книгой
но
и
с
лампой
,
шляпой
и
другими
предметами
,
которые
мы
обычно
привыкли
видеть
близ
уровня
наших
глаз
.
Причина
ошибки
кроется
в
том
,
что
все
предметы
«
сокращаются
»,
когда
мы
смотрим
вдоль
них
.
137
*)
Подобные
эффекты
описаны
в
моей
книге
«
Знаете
ли
вы
физику
?».
138
Размеры
башенных
часов
Ту
ошибку
,
которую
сделал
ваш
гость
при
оценке
высоты
книги
,
мы
делаем
постоянно
и
при
определении
величины
предметов
,
по
-
мещенных
очень
высоко
.
Особенно
характер
-
на
ошибка
,
которую
мы
совершаем
при
опре
-
делении
размеров
башенных
часов
.
Мы
зна
-
ем
,
конечно
,
что
такие
часы
очень
велики
, –
и
все
же
представление
наше
об
их
величине
значительно
уступает
действительности
.
Прилагаемый
изображает
циферблат
знаменитых
часов
Вестминстерского
аббатст
-
ва
в
Лондоне
,
перенесенный
на
мостовую
улицы
.
Люди
кажутся
букашками
по
сравнению
с
ним
.
И
,
взглянув
на
рисующуюся
вдали
часо
-
вую
башню
,
вы
отказываетесь
верить
,
что
виднеющиеся
на
башне
отверстия
равны
этим
часам
по
размерам
.
Белое
и
черное
Взгляните
издали
на
и
скажите
:
сколько
черных
кружков
могло
бы
поместиться
в
свободном
промежутке
между
нижним
кружком
и
одним
из
верх
-
них
кружков
–
четыре
или
пять
?
Скорее
всего
вы
ответите
,
что
четыре
кружка
уместятся
свободно
,
но
для
пятого
,
пожалуй
,
места
уже
не
останется
.
Когда
же
вам
скажут
,
что
в
промежутке
помещается
ровно
три
кружка
,
не
более
, –
вы
не
поверите
.
Возьмите
же
бумажку
,
циркуль
или
линейку
и
убеди
-
тесь
,
что
вы
неправы
.
Эта
странная
иллюзия
,
в
силу
которой
черные
участки
кажутся
нашему
глазу
меньше
,
нежели
белые
такой
же
величины
,
носит
название
«
иррадиации
».
Она
зависит
от
несовершенства
нашего
глаза
,
который
как
оптический
аппарат
не
вполне
отвечает
строгим
требованиям
оптики
.
Его
преломляющие
среды
не
дают
на
сетчатке
тех
резких
контуров
,
которые
получаются
на
матовом
стекле
хорошо
наставленного
фотографического
аппарата
:
вследствие
так
называемой
сферической
аберрации
каждый
светлый
контур
окружается
светлой
каймой
,
которая
увеличивает
его
размеры
на
сетчатой
оболочке
глаза
В
итоге
светлые
участки
всегда
кажутся
нам
больше
,
чем
равные
им
черные
.
В
своем
«
Учении
о
цветах
»
великий
поэт
Гёте
,
который
был
зорким
наблюдателем
природы
(
хотя
и
не
всегда
достаточно
осмотрительным
физиком
-
теоретиком
),
пишет
об
этом
явлении
так
:
«
Темный
предмет
кажется
меньше
светлого
той
же
величины
.
Если
рассматривать
одновременно
белый
круг
на
черном
фоне
и
черный
круг
того
же
диаметра
на
белом
фоне
,
Рис
. 134.
Размеры
башенных
часов
Вестмин
-
стерского
аббатства
.
Рис
. 135.
Пустой
проме
-
жуток
между
нижним
кружком
и
каждым
из
верхних
кажется
больше
,
жели
расстояние
меж
наружными
краями
верхних
кружков
.
В
действительности
же
расстояния
равны
.
не
ду