Кэролайн. Поразительно! Буквы кажутся в десять раз больше, чем без него: я не могу понять, как достигается этот эффект.
Миссис Б. Малость отверстия предотвращает попадание в глаз тех частей каждого пучка лучей, которые сильно расходятся; так что, несмотря на близость объекта, те лучи от него, которые входят в глаз, почти параллельны и поэтому собираются в фокус влагами глаза.
Кэролайн. У нас дома есть микроскоп, который является гораздо более сложным инструментом, чем тот, который вы описали.
Миссис Б. Это двойной микроскоп (рис. 6), в котором вы видите не сам объект A B, а его увеличенное изображение a b. В этом микроскопе используются две линзы; одна, L M, для цели увеличения объекта, называется объективом, другая, N O, действует по принципу простого микроскопа и называется окуляром.
Существует еще один вид микроскопа, называемый солнечным микроскопом, который является самым удивительным из-за своей огромной увеличительной силы: в нем мы также рассматриваем изображение, сформированное линзой, а не сам объект. Поскольку светит солнце, я могу показать вам действие этого микроскопа; но для этого мы должны закрыть ставни и впустить лишь небольшую часть света через отверстие в оконной ставне, которое мы использовали для камеры-обскуры. Теперь мы поместим объект A B (табл. 23, рис. 1), который является маленьким насекомым, перед линзой C D, почти в ее фокусе: изображение E F будет тогда представлено на противоположной стене, точно так же, как пейзаж в камере-обскуре; с той разницей, что оно будет увеличено, а не уменьшено. Я оставлю вам возможность объяснить это, изучив рисунок.
Эмили. Я вижу это сразу. Изображение E F увеличено, потому что оно находится дальше от линзы, чем объект A B; в то время как изображение пейзажа было уменьшено, потому что оно было ближе к линзе, чем сам пейзаж. Значит, линза одинаково хорошо подходит как для увеличения, так и для уменьшения объектов?
Миссис Б. Да: если вы хотите увеличить изображение, вы помещаете объект вблизи фокуса линзы; если вы хотите получить уменьшенное изображение, вы помещаете объект на расстоянии от линзы, чтобы изображение могло сформироваться в фокусе или вблизи него.
Кэролайн. Увеличительная сила этого микроскопа колоссальна: но нечеткость изображения из-за недостатка света является большим несовершенством. Не стало бы оно яснее, если бы отверстие в ставне было увеличено, чтобы впустить больше света?
Миссис Б. Если весь впущенный свет не падает на объект, результатом будет лишь то, что в комнате станет светлее, а изображение, следовательно, менее четким.
Эмили. Но нельзя ли с помощью другой линзы собрать большой пучок лучей в фокус на объекте и таким образом сконцентрировать на нем весь впущенный свет?
Миссис Б. Очень хорошо. Мы увеличим отверстие и поместим в него линзу X Y (рис. 2), чтобы собрать лучи в фокус на объекте A B. Есть только одна вещь, которой не хватает, чтобы завершить солнечный микроскоп, которую я предоставлю обнаружить проницательности Кэролайн.
Кэролайн. К нашему микроскопу прикреплено небольшое зеркало на подвижном шарнире, которое можно настроить так, чтобы оно принимало солнечные лучи и отражало их на объект: если бы подобное зеркало было помещено для отражения света на линзу, не стало бы это средством для более совершенного освещения объекта?
Миссис Б. Вы совершенно правы. P Q (рис. 2) — это небольшое зеркало, помещенное снаружи оконной ставни, которое принимает падающие лучи S S и отражает их на линзу X Y. Теперь, когда мы завершили аппарат, давайте рассмотрим клещей на этом кусочке сыра, который я помещаю вблизи фокуса линзы.
Кэролайн. О, насколько более четким стало изображение, и как удивительно оно увеличено! Клещи на сыре выглядят как стадо свиней, карабкающихся по скалам.
Эмили. Я никогда не видела ничего более любопытного. Вот упал огромный кусок сыра: можно подумать, что это землетрясение: некоторые из бедных клещей, должно быть, были раздавлены; как быстро они бегут — они буквально скачут.
Но этот микроскоп можно использовать только для прозрачных объектов; так как свет должен проходить сквозь них, чтобы сформировать изображение на стене?
Миссис Б. Очень мелкие объекты, подобные тем, что рассматриваются в микроскопе, обычно прозрачны, но когда нужно показать непрозрачные объекты, используется зеркало M N (рис. 3), чтобы отразить свет на сторону объекта, обращенную к стене: изображение тогда формируется светом, отраженным от объекта, вместо того чтобы проходить сквозь него.
Эмили. Скажите, не построен ли волшебный фонарь на тех же принципах?
Миссис Б. Да, с той разницей, что объекты для увеличения нарисованы на стеклышках, а свет обеспечивается лампой, а не солнцем.
Микроскоп — это отличное изобретение, позволяющее нам видеть и различать объекты, которые слишком малы, чтобы быть видимыми невооруженным глазом. Но есть объекты, которые, хотя и не являются действительно маленькими, кажутся таковыми нам из-за своего расстояния; к ним мы не можем применить то же средство; ибо когда дом находится так далеко, что виден под тем же углом, что и клещ, находящийся близко к нам, эффект, производимый на сетчатке, тот же: угол, под которым он виден, недостаточно велик, чтобы сформировать четкое изображение на сетчатке.
Эмили. Поскольку в этом случае невозможно приблизить объект к глазу, нельзя ли нам с помощью линзы приблизить его изображение к нам?
Миссис Б. Да; но тогда, поскольку объект очень далек от фокуса линзы, изображение было бы слишком маленьким, чтобы быть видимым невооруженным глазом.
Эмили. Тогда почему бы не посмотреть на изображение через другую линзу, которая будет действовать как микроскоп, позволит нам приблизить изображение к глазу и таким образом сделать его видимым?
Миссис Б. Очень хорошо, Эмили; я поздравляю вас с изобретением телескопа. На рисунке 4 линза C D формирует изображение E F объекта A B; а линза X Y служит цели увеличения этого изображения; и это все, что требуется в обычном преломляющем телескопе.
Эмили. Но на рис. 4 изображение не перевернуто на сетчатке, как обычно бывают объекты: поэтому оно должно казаться нам перевернутым; а это не так в телескопах, в которые я смотрела.
Миссис Б. Когда необходимо представить изображение прямым, требуются две другие линзы; с помощью которых формируется второе изображение, обратное первому, и, следовательно, прямое. Эти дополнительные стекла используются для наблюдения земных объектов; ибо не возникает никаких неудобств от того, что небесные тела видны перевернутыми.
Эмили. Разница между микроскопом и телескопом, кажется, заключается в следующем: микроскоп создает увеличенное изображение, потому что объект находится ближе всего к линзе; а телескоп создает уменьшенное изображение, потому что объект находится дальше всего от линзы.
Миссис Б. Ваше наблюдение относится только к линзе C D, или объективу, который служит для приближения изображения объекта к глазу; ибо линза X Y, или окуляр, является, по сути, микроскопом, так как его цель — увеличить изображение.
Когда требуется очень большая увеличительная сила, телескопы конструируются с вогнутыми зеркалами вместо линз. Они называются отражающими телескопами, потому что изображение отражается металлическими зеркалами. Вогнутые зеркала, как вы знаете, производят при отражении эффект, подобный эффекту выпуклых линз при преломлении. В отражающих телескопах, следовательно, зеркала используются для того, чтобы приблизить изображение к глазу; а линза, или окуляр, такая же, как в преломляющем телескопе, — для увеличения изображения.
Преимущество отражающего телескопа в том, что зеркала, фокус которых составляет шесть футов, будут увеличивать так же сильно, как линзы в сто футов: инструмент такого рода может, следовательно, обладать высокой увеличительной силой и при этом быть настолько коротким, что им легко управлять.
Кэролайн. Но я думала, что только окуляр увеличивает изображение; а другая линза служит для того, чтобы приблизить уменьшенное изображение к глазу.
Миссис Б. Изображение уменьшено по сравнению с объектом, это правда; но оно увеличено, если сравнить его с размерами, в которых оно казалось бы без вмешательства какого-либо оптического инструмента; и эта увеличительная сила больше в отражающих телескопах, чем в преломляющих.
Мы должны теперь завершить наши наблюдения, ибо я сообщила вам весь мой весьма ограниченный запас знаний по натурфилософии. Если это позволит вам добиться дальнейшего прогресса в этой науке, мои желания будут удовлетворены; но помните, чтобы изучение природы приносило счастье, оно должно вести к полному доверию к мудрости и благости ее щедрого Творца.
Вопросы
1.(Pg. 195) What is the form of the body of the eye? fig. 1, plate 21.
2.(Pg. 195) What is its external coat called?
3.(Pg. 195) What is the transparent part of this coat denominated?
4.(Pg. 195) What is the second coat named?
5.(Pg. 195) What opening is there in this?
6.(Pg. 195) What is the coloured part which surrounds the pupil?
7.(Pg. 195) The pupils dilate and contract, what purpose does this answer?
8.(Pg. 196) How could you observe the dilatation and contraction of the pupils?
9.(Pg. 196) What purpose is the choroid said to answer?
10.(Pg. 196) In what animals is the change in the iris greatest?
11.(Pg. 196) What are the three humours denominated, and how are they situated?
12.(Pg. 197) What is the part represented at i i, and of what does it consist?
13.(Pg. 197) What are the respective uses of the humours, and of the retina?
14.(Pg. 197) Why is it necessary the rays should be refracted?
15.(Pg. 197) How is this illustrated by fig. 3 and 4, plate 21?
16.(Pg. 198) What causes a person to be short-sighted? fig. 5, plate 21.
17.(Pg. 198) Why does placing an object near the eye, enable such, to see distinctly? fig. 6.
18.(Pg. 199) A concave lens remedies this defect; how? fig. 1, plate 22.
19.(Pg. 199) What is the remedy, when a person is long-sighted? fig. 2.
20.(Pg. 199) Why does holding an object far from the eye, help such persons? fig. 3.
21.(Pg. 200) How is the eye said to adapt itself to distant, and to near objects?
22.(Pg. 200) Why are objects rendered indistinct, when placed very near to the eye? fig. 4, plate 22.
23.(Pg. 200) What is the single microscope, fig. 5, and how does it magnify objects?
24.(Pg. 201) How may objects be magnified without the aid of a lens?
25.(Pg. 201) Why can an object, very near to the eye, be distinctly seen, when viewed through a small hole?
26.(Pg. 201) Describe the double microscope, as represented in fig. 6, plate 22.
27.(Pg. 202) How does the solar microscope, (fig. 1 plate 23.) operate?
28.(Pg. 202) Why may minute objects be greatly magnified by this instrument?
29.(Pg. 202) In its more perfect form it has other appendages, as seen in fig. 2, what are they? and what their uses?
30.(Pg. 203) What is added when opaque objects are to be viewed? fig. 3.
31.(Pg. 203) In what does the magic lanthorn differ from the solar microscope?
32.(Pg. 203) What are the use and structure of the telescope, as shown in fig. 4?
33.(Pg. 204) When terrestrial objects are to be viewed, why are two additional lenses employed?
34.(Pg. 204) What part of the telescope performs the part of a microscope?
35.(Pg. 204) In what does the reflecting, differ from the refracting telescope?
36.(Pg. 204) What advantages, do reflecting, possess over refracting telescopes?
ГЛОССАРИЙ.
Ускоренное движение. Движение называется ускоренным, когда скорость постоянно увеличивается.
Акцидентальные свойства. Те свойства тел, которые подвержены изменениям, такие как цвет, форма и т. д.
Острый. — См. Угол.
Воздух. Упругая жидкость. Под этим термином обычно понимают атмосферу, окружающую землю, но существует много видов воздуха. Термин является синонимом слова Газ.
Воздушный насос. Инструмент, с помощью которого из сосудов можно откачивать воздух.
Высота. Высота в градусах солнца или любого небесного тела над горизонтом.
Угол. Пространство, заключенное между двумя линиями, наклоненными друг к другу и встречающимися в одной точке. Углы измеряются в градусах по сегменту круга, описанному путем установки одной ножки циркуля в вершину угла, а другой — описанием сегмента между двумя линиями. Если сегмент составляет ровно 1/4 круга, он называется прямым углом и содержит 90 град. Если более 1/4 круга, это тупой угол. Если менее — острый угол. См. табл. 2.
Угол падения — это пространство, заключенное между лучом, падающим наклонно на тело, и линией, перпендикулярной поверхности тела в точке, куда падает луч.
Угол отражения. Пространство, заключенное между отраженным лучом и линией, перпендикулярной точке отражения.
Угол зрения, или зрительный угол. Пространство, заключенное между линиями, проведенными от крайних частей любого объекта и встречающимися в глазу.
Антарктический круг. Круг, простирающийся вокруг южного полюса на расстоянии 23 1/2 градуса от него. То же, что южный холодный пояс.
Афелий. Та часть орбиты планеты, в которой ее расстояние от солнца является наибольшим.
Площадь. Поверхность, заключенная между линиями, которые образуют границу любой фигуры, правильной или неправильной.
Овен. См. Знак.
Астероиды. Название, данное четырем малым планетам: Церере, Юноне, Палладе и Весте.
Астрономия. Наука, которая рассматривает движение и другие явления солнца, планет, звезд и других небесных тел.
Атмосфера. Воздух, который окружает землю, простираясь на неизвестную высоту. Ветер — это воздух в движении.
Притяжение. Склонность тел приближаться друг к другу и находиться в контакте.
Сила сцепления. То притяжение, которое заставляет материю оставаться в массах, предотвращая их распад в порошок. Чтобы это притяжение существовало, частицы должны быть соприкасающимися.
Гравитация. Благодаря этому притяжению массы материи, расположенные на расстоянии, имеют тенденцию приближаться друг к другу. Притяжение между солнцем и планетами является взаимным.
Ось Земли или любой из планет. Воображаемая линия, проходящая через их центры и заканчивающаяся на их полюсах; вокруг нее совершаются их суточные вращения.
Ось вращения. Воображаемая линия, вокруг которой вращаются все части тела, когда оно совершает вращательное движение.
Ось линзы или зеркала. Линия, проходящая через центр линзы или зеркала в направлении, перпендикулярном его поверхности.
Баллон. Любой полый шар. Термин обычно применяется к тем, которые заставляют подниматься в воздух.
Барометр. Обычно называемый погодным стеклом. Он имеет стеклянную трубку, содержащую ртуть, которая, поднимаясь и опускаясь, указывает на любое изменение давления атмосферы и, таким образом, часто предупреждает нас об изменениях погоды.
Тело. То же, что материя. Оно может существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии; и включает все, с чем мы знакомимся с помощью чувств.
Зажигательное стекло или зеркало. Линза или зеркало, с помощью которых лучи света и тепла собираются в фокус, чтобы поджечь тела.
Камера-обскура, темная комната; или чаще ящик, пропускающий свет через одно отверстие, где помещена линза; которая, собирая лучи света от внешних объектов в фокус, представляет их совершенную картину в миниатюре.
Капиллярные трубки. Трубки, диаметр которых очень мал. Стеклянные трубки обычно используются для демонстрации явления капиллярности. Жидкости, в которые они погружены, поднимаются в таких трубках выше уровня жидкости в содержащем их сосуде.
Центр круга. Точка, равноудаленная от каждой части его окружности.
Центр тяжести. Та точка внутри тела, к которой стремятся все его частицы и вокруг которой они точно уравновешивают друг друга. Система тел, как планеты, может иметь общий центр тяжести, вокруг которого они вращаются по своим орбитам; в то время как каждое, подобно земле, имеет свой собственный центр тяжести внутри себя.
Центр вращения. Та точка, вокруг которой движутся части вращающегося тела, каковая точка сама по себе считается находящейся в состоянии покоя.
Центр величины. Средняя точка любого тела. Предположим, шар, одна сторона которого сделана из свинца, а другая из дерева, центры величины и тяжести не находились бы в одних и тех же точках.
Центральные силы. Те, которые либо толкают тело к центру вращения, либо от него.
Центробежная. Та, которая дает тенденцию лететь от центра.
Центростремительная. Та, которая толкает тело к центру.
Круг. Фигура, периферия или окружность которой везде одинаково удалена от точки, называемой ее центром.
Круг, большой. На глобусе или земле — это тот, который делит его на две равные части, или полушария. Экватор и меридианы являются большими кругами.
Круг, малый. Те, которые делят глобус на неравные части. Тропические, арктический и антарктический круги и все параллели широты являются малыми кругами.
Окружность. Граничная линия любой поверхности, как та, что окружает центр круга; четыре стороны квадрата и т. д.
Кометы. Тела, которые вращаются вокруг солнца по очень длинным овалам, приближаясь к нему очень близко в своем перигелии, но в афелии удаляясь на неизмеримо большое расстояние.
Сцепление. См. Притяжение.
Сжимаемый. Способный быть принудительно помещенным в меньшее пространство.
Вогнутый. Выдолбленный; внутренняя поверхность часового стекла вогнута и может представлять форму вогнутого зеркала или линзы.
Выпуклый. Выступающий или выпячивающийся, как внешняя поверхность часового стекла, которая может представлять форму выпуклого зеркала или линзы.
Конус. Тело, несколько напоминающее сахарную голову; то есть имеющее круглое основание и наклоненное по бокам, пока не заканчивается в точке.
Соединение. Когда три небесных тела находятся на прямой линии, если вы возьмете любое из крайних тел, остальные два находятся в соединении с ним; потому что прямая линия, проведенная от него, могла бы пройти через центры обоих и соединить их вместе. Во время новолуния луна и солнце находятся в соединении с землей; а луна и земля находятся в соединении с солнцем.
Созвездие, или Знак. Коллекция звезд. Астрономы вообразили картины, нарисованные на небесах, чтобы охватить ряд соседних звезд, и назвали группу в честь животного или другого предмета, предположительно нарисованного; отдельная звезда обычно обозначается своим воображаемым местоположением; как, например, на ухе Льва и т. д.
Сходящиеся лучи — это те, которые приближаются друг к другу, чтобы в конечном итоге встретиться в одной точке.