Занимательная физика. Книга 2

Объясняется этот своеобразный обман зрения следующим образом. Следя за вращением колеса через отверстия забора, мы видим колесные спицы не непрерывно, а через равные промежутки времени, так как планки забора каждое мгновение заслоняют их от нас. Точно также и кинематографическая лента запечатлевает изображения колес с перерывами, в отдельные моменты. Здесь возможны три случая, которые мы сейчас и рассмотрим один за другим.

Во-первых, может случиться, что за время перерыва колесо успеет сделать целое число оборотов – безразлично сколько: 2 или 20 – только бы число это было целое. Тогда спицы колесá на новом снимке займут то же самое положение, что и на прежнем. В следующий промежуток колесо сделает опять целое число оборотов (так как величина промежутка и скорость автомобиля не изменяются) – и положение спиц снова останется прежним. Видя все время одно и то же положение спиц, мы невольно заключаем, что колесо вовсе не вертится.

Второй случай: колесо успевает в каждый промежуток сделать целое число оборотов плюс еще часть оборота, весьма небольшую (например, ¹/₁₀₀). Наблюдая за сменой таких изображений, мы о целом числе сделанных оборотов не можем и догадаться, а будем видеть лишь медленное вращение колеса (с каждым разом на ¹/₁₀₀ оборота). В результате нам покажется, что, несмотря на быстрое перемещение автомобиля, его колеса вращаются чрезвычайно лениво.

Третий случай. Его удобнее рассмотреть на наглядном примере (см. рис. 111). Две соседние спицы А и В первоначально находились в положении, показанном на левой фигуре рис. 111. На следующем снимке, сделав некоторое число оборотов влево, те же спицы заняли положение, обозначенное буквами D и С. Так как дуга АС меньше, чем дуга АD, то будет казаться, что спица А повернулась не вперед, к точке D, а назад, к точке С, т. е. мы принимаем спицу В за переместившуюся назад спицу А (ведь все спицы сходны между собою). В результате нам покажется, что колесо вращается в обратном направлении. И это обманчивое впечатление будет длиться до тех пор, пока автомобиль не изменить своей скорости настолько, чтобы дуга АС стала больше дуги АD.

Рис. 111. Почему на экране кинематографа колёса иногда кажутся вращающимися в обратном направлении.

Остается только внести маленькие поправки в наше объяснение. В первом случае мы, ради простоты, говорили о числе полных оборотов колесá; но так как спицы колесá похожи одна на другую, то достаточно, чтобы колесо повернулось на целое число промежутков между спицами. То же относится и ко второму случаю.

Когда показывают в кинематографе обыкновенные сцены, эта иллюзия, разумеется, мало вредит естественности впечатления. Но если на экране хотят объяснить действие какого-нибудь механизма, то этот обман зрения может породить весьма серьезные недоразумения и даже дать совершенно превратное представление о работе машины.

Почему заяц «косой»?

Человек – одно из немногих существ в мире, глаза которых приспособлены к одновременному рассматриванию одного и того же предмета; у него поле зрения правого глаза лишь немного не совпадает с полем зрения левого глаза. Большинство же животных смотрит каждым глазом отдельно. Видимые ими предметы не отличаются тою рельефностью, к которой мы привыкли, но зато поле их зрения гораздо обширнее, чем у нас. На рис. 112 наглядно изображено поле зрения человека: каждый глаз видит в пределах угла в 120 градусов, и оба эти угла почти покрывают друг друга.

Рис. 112. Поля́ зрения обоих глаз человека почти совпадают.

Сравните этот чертеж с чертежом на рис. 113, изображающим поле зрения зайца: не поворачивая головы, заяц своими расставленными по бокам глазами видит не только то, что находится впереди его, но и то, что находится позади. Оба поля зрения его глаз смыкаются и спереди и сзади! Теперь вам понятно, почему так трудно подкрасться к зайцу, не спугнув его. Но зато заяц совершенно не видит того, что расположено непосредственно перед его мордой; ему приходится, чтобы увидеть весьма близкий предмет, повертывать голову набок.

Почти все беззащитные копытные и жвачные животные также обладают этой способностью «всестороннего» зрения; правда, их зрительные образы не так отчетливы, но зато от животного не ускользает ни малейшее движение, совершающееся кругом него. Подвижные хищные животные, которым приходится чаще всего самим быть нападающей стороною, – лишены этой способности видеть кругом себя; они обладают «двуглазым» зрением, позволяющим им зато точно оценивать расстояние для прыжка.

Рис. 113. Как видит заяц? Поля́ зрения обоих его глаз смыкаются не только впереди, но и сзади.

Давление лучей света