Физика на каждом шагу - Перельман Яков Исидорович (прочитать книгу TXT) 📗

Первые наблюдения в зрительную трубу

Впервые зрительная труба была направлена на небо в 1609 г. гениальным Галилеем, изготовившим трубу собственными руками. Восхищенный теми открытиями, которые ему удалось сделать на небе с помощью этого инструмента, он поспешил напечатать подробный рассказ о них.

Далее мы приводим краткое извлечение из этого рассказа.

«Предлагаю в этом малом сочинении нечто великое для рассмотрения и размышления каждому изучающему природу; говорю «великое», основываясь на важности предмета, на новизне его, от века не слыханной, а также и на том, что дело идет об орудии, делающем весьма многое доступным нашему глазу Великое, конечно, дело – узнать о существовании бесчисленного множества новых, невиданных до сих пор неподвижных звезд, далеко превосходящих численностью те, которые до настоящего времени могли быть усмотрены невооруженным зрением. Восхитительно смотреть на луну, удаленную от нас почти на 60 земных радиусов, как если бы она отстояла только на 2 таких радиуса. Смотря на луну при таких условиях, всякий заметит, что она не имеет гладкой, полированной поверхности, но представляет неровности и возвышения, подобно земной поверхности, покрыта огромными горами, глубокими пропастями и обрывами. Прекратить все споры о Млечном пути и обнаружить его истинный состав не за малое, полагаю, должно быть почитаемо. Скажу об открытии 4 блуждающих звезд [21], которые никто не наблюдал еще до нас; эти светила обращаются в определенные периоды времени около одной из известных планет, подобно тому как Венера и Меркурий обращаются вокруг Солнца. Все это я открыл несколько дней назад при помощи придуманного мною зрительного снаряда.

«Тому назад около десяти месяцев дошел до меня слух, что каким-то голландцем устроен инструмент, благодаря которому предметы, находящиеся на далеком расстоянии, кажутся как бы близ нас помещенными и могут быть рассматриваемы с ясностью. Действие этого удивительного снаряда подвергнуто было многим опытам, достоверности которых одни верили, другие нет. Все это так заинтересовало меня, что я посвятил все свои труды на изыскание научных начал и средств, которые делали бы возможным устройство инструмента подобного рода, и скоро нашел желаемое, основываясь на законах преломления света.

«Прежде всего я приготовил себе свинцовую трубку, в оконечности которой вставил по стеклу, из которых одно было плоско-выпуклое, другое – плоско-вогнутое. Приближая затем глаз к вогнутому стеклу, я нашел, что предметы, на которые была направлена труба, увеличиваются и как бы приближаются; именно, все предметы казались в три раза ближайшими и, следовательно, в девять раз большими, чем они представляются нам, когда смотрим на них невооруженным глазом. После этого я устроил другую, более совершенную трубку, увеличивавшую отдаленные предметы более чем в 60 раз. Наконец, не щадя труда и издержек, я дошел до того, что приготовил себе такую трубку, которая увеличивала предметы в 1 000 раз и таким образом приближала их на расстояние, более чем в 30 раз ближайшее действительного. Было бы совершенно бесполезным говорить, какие выгоды представляет такой снаряд как на суше, так и на море. Но, оставив земные предметы, я с моим орудием обратился к небесным и прежде всего взглянул на луну, приблизившуюся ко мне на расстояние лишь двух земных радиусов. Затем с неописуемым наслаждением я много раз наблюдал неподвижные и блуждающие звезды.

«Достойно замечания различие в виде планет и неподвижных звезд при наблюдении через трубу. Планеты представляются маленькими кружками, резко очерченными, как бы малыми лунами; неподвижные же звезды не имеют определенных очертаний, но бывают окружены как бы дрожащими лучами, искрящимися, подобно молнии. Труба увеличивает только их блеск, так что звезды пятой и шестой величины делаются по яркости равными Сириусу, самой блестящей из неподвижных звезд. Вследствие этого труба открывает нам почти невероятное количество светил, укрывавшихся доселе от невооруженного зрения.

«Третий предмет, обративший наше внимание, был Млечный путь, состав которого благодаря зрительной трубе обнаруживался до того ясно, что теперь можно все споры, мучившие философов в продолжение стольких веков, считать разрешенными очевидностью. Млечный путь есть не что иное, как тесное собрание бесчисленного множества звезд; в какое бы место Млечного пути ни была направлена труба, везде нам представляется громадное множество звезд; многие довольно велики и явственно видимы, а с ними необозримое множество мельчайших.

«Остается, – что за главное почитаю, – сообщить об открытии и наблюдении четырех планет, от начала мира до наших времен никогда не виданных. 7 января 1610 г., в первом часу ночи, наблюдая небесные светила, я, между прочим, направил на Юпитер мою трубу и благодаря ее совершенству увидел недалеко от планеты три маленькие блестящие звездочки, которых прежде не замечал. Эти светлые точки были приняты мною за неподвижные звезды. Через восемь дней я опять направил трубу на Юпитер и увидел, что расположение звездочек значительно изменилось. С величайшим нетерпением ожидал я следующей ночи, но небо в эту ночь было со всех сторон покрыто облаками. На десятый день я снова увидел звездочки… (Галилей описывает далее новое расположение звездочек и позднейшие свои наблюдения: звездочек оказалось четыре.)

«Вследствие этого я уже без колебания решил, что существуют четыре светила, обращающиеся около Юпитера, подобно тому как Венера или Меркурий обращаются около Солнца».

Теневые портреты

Здесь приложен портрет Пушкина, исполненный довольно необычно: что должно быть светлым, изображено черным, а все тени, наоборот, – светлые (рис. 88).

Рис. 88. Необычайный портрет Пушкина

Рис. 89. Еще один необычайный портрет

Нельзя сказать, чтобы это было красиво; вы предпочли бы рисунок с естественным распределением света и теней. Ваше желание нетрудно исполнить.

Смотрите на портрет, устремив взгляд в какую-нибудь точку близ его середины. Считайте при этом примерно до восьмидесяти и затем быстро перенесите взгляд на белый потолок или стену: вы увидите там, правда всего на мгновение, больших размеров портрет, в котором свет и тени размещены уже вполне правильно, т. е. обратно тому, что изображено на наших портретах (рис. 88 и 89).

Причина этого интересного явления кроется в том, что оболочка, выстилающая заднюю стенку нашего глаза и принимающая изображения предметов, утомляется от действия света. Однако те участки этой оболочки, на которые приходятся темные части изображения, не утомляются (потому что черный свет есть не что иное, как отсутствие света). Когда после рассматривания нашего портрета взгляд переносится на светлую стену, то утомленные участки глазного дна, где раньше действовал свет, не воспринимают ничего, они отдыхают. Неутомленные же участки, отвечавшие черным местам портрета, хорошо воспринимают белую поверхность. Оттого-то вы и видите, пока глаз не отдохнул, прежнюю картину, но с обратным распределением черных и белых пятен.

Если у вас есть цветные карандаши или краски, вы можете сделать опыт еще интереснее. Нарисуйте какую-нибудь фигурку, например, синего цвета. Рассматривая ее, как в предыдущем случае, и затем быстро перенося взгляд на потолок, вы увидите на нем ту же фигуру, но уже не синего, а желтого цвета. Вообще это изображение будет окрашено в цвет, «дополнительный» к цвету вашего рисунка (что такое «дополнительный цвет» было уже объяснено ранее, на с. 73).

Зажигание льдом

Мальчиком я любил смотреть, как старший мой брат зажигал папироску увеличительным стеклом. Подставит стекло под лучи солнца, наведет яркое пятнышко на кончик папиросы, – она и задымится синеватой струйкой, затлеет.