Занимательная физика. Книга 1

Мы могли бы достичь того же эффекта и не переворачивая рисунка: стоит только, глядя на левый рисунок, вообразить себе источник света внизу, чтобы увидеть не выпуклый, а вдавленный крест. Но сила привычки так велика, что воображение не в состоянии с ним справиться; только постепенно поворачивая рисунок, можно добиться того, чтобы видеть левый крест вдавленным, да и то лишь на короткое время.

Воткнутые прямые и другие обманы зрения

Начерченная на рис. 150 группа прямых линий не представляет на первый взгляд ничего особенного. Но попробуйте, закрыв один глаз, смотреть на эти линии так, чтобы луч зрения скользил вдоль них (для этого надо держать книгу на уровне глаза). Вам покажется, что линии не начерчены на бумаге, а воткнуты в нее стоймя, как булавки на подушке.

Эта иллюзия объясняется законами перспективы: линии начерчены так, как должны были бы проектироваться на бумагу воткнутые иглы, если смотреть на них описанным выше образом.

Если бы глаз наш не был способен поддаваться никаким обманам, – то не существовало бы живописи, и мы лишены были бы всех наслаждений изобразительных искусств. Художники широко пользуются обманами зрения, и, в сущности, всякая картина есть сложный оптический обман.

Рис. 150. Смотрите на этот рисунок так, чтобы взгляд ваш скользил вдоль линий.

Рис. 151. Линии ab и cd параллельны, хотя этому нелегко поверить.

Рис. 152. Нижняя фигура кажется длиннее верхней, а между тем – они равны.

Рис. 153. Тонкая линия кажется изломанной, хотя она совершенно пряма.

Рис. 154. Длина этой фигуры равна её ширине.

Рис. 155. Вышина этой шляпы в точности равна расстоянию между краями её полей.

Рис. 156. Кажется невероятным, чтобы АХ равнялось АY, – а между тем, это так.

Рис. 157. Буквы этой надписи кажутся наклоненными в разные стороны: буква L – откинута налево, буква I – направо и т. д. Между тем, все четыре буквы начерчены строго вертикально.

Рис. 158. На рис. 158 вы видите спиральную линию, не правда ли? Поставьте же острие карандаша на одну из ветвей спирали и ведите им по ней. Вы будете кружиться, не приближаясь и не удаляясь от центра! Перед вами – ряд окружностей.

Рис. 159. На рис. 159 также изображена правильная окружность, хотя глаз и видит здесь нечто совершенно иное.

Глава XII Звук

Как разыскивать эхо?

Среди произведений Марка Твена есть уморительный рассказ о злоключениях одного господина, получившего от своего дяди в наследство великолепную коллекцию… чего бы вы думали? Эхо! Чудак систематически скупал те участки земли, где легко воспроизводилось эхо. За звучное, отчетливое эхо, особенно многократное, эксцентричный янки платил сотни и тысячи долларов.

Не станем повторять здесь тех невероятных курьезов, которые даровитый «король смеха» сумел создать на этой почве. Заметим только, что найти «хорошее» эхо не так легко, как кажется.

Мы, русские, в этом отношении можем считать себя в привилегированном положении: у нас много равнин, окруженных лесами, и полян в лесах; стоит громко крикнуть на такой поляне, чтобы от стены́ леса донеслось более или менее отчетливое, далеко слышное эхо.

Но наши зарубежные соседи, живущие большею частью в неровных, горных местностях, не так счастливы в отношении эха. Услышать эхо в горной местности труднее, чем на равнине, окаймленной лесом.

Маленькое отступление в область теории звука пояснит, в чем тут дело. Эхо есть не что иное, как возвращение звуковых волн, отразившихся от какого-либо препятствия; при этом, как и при отражении света, угол падения «звукового луча» (т. е. направления следования звуковых волн) равняется углу его отражения.

Рис. 160. Эхо отсутствует.

Рис. 161. Отчетливое эхо.

Помня это, вообразите, что вы находитесь на пункте А (рис. 160) у подножия горы, а препятствие, долженствующее отразить звук, помещается выше вас, в пункте В. Легко видеть, что звуковые волны, распространяющиеся по линиям Acc', Aa, Ab, – отразившись, не достигнут вашего уха, а рассеются в пространстве по направлению aa', c'c'', bb'. В гораздо более благоприятных условиях вы будете находиться, если поместитесь на уровне препятствия, или даже чуть выше его (рис. 161). Слабая углубленность почвы между обоими пунктами еще более способствует отчетливости эхо. Звук, идущий по направлению Аа или Аb, возвратится к вам по ломаным линиям aa'A или b'b''A, отразившись от почвы один или два раза. Напротив, если почва между пунктами А и B выпукла, эхо будет слабое или даже совсем не достигнет уха наблюдателя.