Занимательная физика. Книга 2

Роговой оболочки и стекловидного тела … 1,34

Хрусталика … 1,43

Водянистой влаги … 1,34

Вы видите, что преломляющая способность хрусталика всего на ¹/₁₀ сильнее, чем у воды, а у остальных частей нашего глаза она одинакова с преломляемостью воды. Поэтому под водой в глазу человека фокус лучей получается далеко позади сетчатой оболочки, и, следовательно, на самóй сетчатке изображение должно вырисовываться настолько смутно, что различить что-либо почти невозможно. Можно отличить только свет от темноты.

Если хотите наглядно представить себе, как должны рисоваться нам вещи под водой, – наденьте очки с сильно рассеивающими двояковогнутыми стеклами: тогда фокус лучей, преломляющихся в глазу, отодвинется далеко за сетчатку, и мир предстанет пред вами в неясных, туманных образах.

А может ли человек под водой помочь своему зрению, пользуясь сильно преломляющими стеклами?

Может, – но обыкновенные стекла, употребляемые для очков, мало пригодны здесь: показатель преломления простого стекла 1,4 – т. е. лишь весьма немногим больше, чем у воды (1,34); такие очки будут очень слабо преломлять под водой. Нужны стекла особого сорта, отличающиеся чрезвычайно сильной преломляемостью (так называемый «тяжелый флинтглас» имеет показатель преломления почти равный 2-м). С такими очками мы могли бы, пожалуй, более или менее отчетливо видеть кое-что под водой.

Для вас теперь, вероятно, станет вполне понятным, почему у рыб хрусталик имеет чрезвычайно выпуклую форму (он шарообразен) и показатель его преломления – самый большой из всех, какие нам известны в глазах животных. Не будь этого, глаза были бы почти бесполезны рыбам, обреченным на жизнь в сильно преломляющей прозрачной среде.

Как видят водолазы?

Многие, вероятно, спросят, как же могут водолазы, работающие в своих костюмах, видеть что-либо под водой, если наши глаза в воде почти не преломляют лучей света? Ведь водолазные шлемы всегда снабжаются плоскими, а не выпуклыми стеклами… Далее, – как могли пассажиры жюль-вернового «Наутилуса» любоваться через окно своей подводной каюты ландшафтом подводного мира?

Перед нами новая задача, которую, впрочем, нетрудно решить. Ответ станет ясен, если принять во внимание, что когда мы находимся под водой без водолазного костюма, вода непосредственно прилегает к нашему глазу; в водолазном же шлеме или в каюте подводной лодки наш глаз отделен от воды слоем воздуха (и стекла). Это меняет все дело. Лучи света, выходя из воды и пройдя через стекло, попадают сначала в воздух и лишь отсюда проникают в глаз. Падая из воды на плоское стекло под прямым углом, лучи выходят из стекла, не меняя направления; но далее, при переходе из воздуха в глаз, лучи, конечно, преломляются – и глаз наш при этих условиях действует совершенно так же, как и на суше. В этом и кроется разгадка смутившего нас противоречия.

Новые Робинзоны

Без сомнения, вы читали, как герои романа Жюля Верна «Таинственный остров», заброшенные на необитаемую землю, добыли огонь без спичек и огнива. Робинзону явилась на помощь молния, зажегшая дерево, – новым же Робинзонам Жюля Верна помогла находчивость инженера Смита и твердое знание им законов оптики. Он нашел простой и верный способ добыть огонь почти непосредственно от солнца. Помните, как удивился наивный моряк Пенкроф, когда, возвратившись с охоты, нашел инженера и журналиста перед пылающим костром:

«– Но кто же зажег огонь? – спросил моряк.

– Солнце, – ответил Спилетт.

Журналист не шутил. Действительно, солнце доставило огонь, которым так восторгался моряк. Он не верил своим глазам и до того был изумлен, что даже позабыл спросить инженера, каким путем он заставил работать солнце.

– Значит, у вас было зажигательное стекло, мистер Смит? – спросил Герберт.

– Нет, но я его изготовил.

И он его показал. Это были просто два стекла, снятые инженером со своих часов и часов Спилетта. Он соединил их края, предварительно наполнив водою, – и таким образом получилась настоящая зажигательная чечевица[40], с помощью которой, сосредоточив солнечные лучи на сухом мхе, инженер добыл огонь».

* * *

Я думаю, читатель пожелает узнать, зачем заполнять водою пространство между часовыми стеклами: разве пустая (т. е. наполненная воздухом) двояковыпуклая чечевица не есть зажигательное стекло?

В том-то и дело, что нет. Обыкновенное часовое стекло ограничено двумя параллельными (вернее – концентрическими) поверхностями – наружной и внутренней; а мы знаем из физики, что луч света, проходя через среду, ограниченную параллельными поверхностями, не изменяет своего направления. Проходя затем через второе часовое стекло, лучи опять-таки не уклоняются от первоначального направления и, следовательно, не собираются в фокусе. Необходимо, значит, заполнить пространство между стеклами каким-нибудь прозрачным веществом – безразлично каким, только бы оно сильнее преломляло лучи, нежели воздух. Так и поступил жюль-верновский инженер.