«Детская книга науки»

Если сусальное золото, толщина которого составляет около одной двухсотой части дюйма, закрепить на стеклянной пластине и подержать перед светом, становится заметным зеленый цвет, причем золото выглядит как зеленое полупрозрачное вещество. Когда стеклянные пластины кладут одну на другую и наблюдают пламя свечи сквозь них, свет уменьшается чрезвычайно по мере увеличения количества стеклянных пластин. Даже в воздухе значительная часть света перехватывается. Было подсчитано, что из горизонтальных солнечных лучей, проходящих через около двухсот миль воздуха, до нас доходит только одна двухтысячная часть, и что никакой ощутимый свет не может проникнуть глубже семисот футов в море; следовательно, огромные глубины, обнаруженные при прокладке Атлантического телеграфа, должны находиться в абсолютной темноте.

Свет выбрасывается во все стороны от светящегося тела, подобно спицам колеса телеги, и при отсутствии каких-либо препятствий лучи распределяются равномерно во все стороны, расходясь подобно радиусам, проведенным из центра круга. Как естественное следствие, вытекающее из расхождения каждого луча от другого, интенсивность света уменьшается по мере увеличения расстояния от светящегося источника, и наоборот. Пожалуй, лучшее механическое представление об этом законе дает обычный веер; точку, из которой расходятся стержни и где они все встречаются, можно назвать светом; стержни — это лучи, исходящие из него. (Рис. 253.)

Fig. 253.

Веер держат в одной руке, и первым пальцем другой можно коснуться всех стержней, если поместить их достаточно близко к A; и если предположить, что стержни называются лучами света, интенсивность должна быть велика в этой точке, потому что все лучи падают на нее; но если палец переместить к внешнему краю — а именно, к b, он теперь касается только некоторых трех или четырех стержней; и, следуя аналогии, очень немногие лучи падают на эту точку — следовательно, интенсивность света уменьшилась, или, говоря правильно, «Свет уменьшается обратно пропорционально квадратам расстояния». Этот закон уже был проиллюстрирован на странице 13; и в качестве эксперимента лучам от оксиводородного фонаря можно позволить пройти через квадратное отверстие (скажем, два дюйма в квадрате) и направить их на прозрачный экран, разделенный на квадраты темными линиями, так что свет на определенном расстоянии освещает один из них; тогда окажется, что на двойном расстоянии могут быть освещены четыре, на тройном — девять и так далее. (Рис. 254.)

Fig. 254.

Фонарь на трех расстояниях от прозрачного экрана, который разделен на девять равных квадратов.

На этом законе основано использование фотометров, или приборов для измерения света, и если бы потребовалось грубо оценить осветительную способность какой-либо лампы по сравнению со светом восковой свечи, шесть штук на фунт, эксперимент следует проводить в темной комнате, из которой должен быть исключен любой другой свет, кроме света от исследуемых лампы и свечи.

Лампу, только с дымоходом, теперь помещают, скажем, в двенадцати футах от стены, а палку или стержень ставят вертикально и примерно в двух дюймах от последней, так что на стене отбрасывается тень; если теперь зажечь свечу и дать ей правильно разгореться, будут видны две тени от стержня, одна от лампы — черная и отчетливая, а другая от свечи — чрезвычайно слабая, пока ее не приблизят ближе к стене — скажем, на расстояние трех футов — когда две тени могут стать равными по черноте. (Рис. 255.) После того, как это станет очевидным для одного или нескольких человек, расстояния лампы и свечи от стены тщательно измеряются, и, будучи возведенными в квадрат, а большее число разделенным на меньшее, частное дает осветительную способность. Например:

The lamp was 12 feet from the wall12 × 12= 144. The candle was 3 feet " 3 × 3= 9.

9) 144 ———— 16

Следовательно, осветительная способность лампы равна 16 восковым свечам, шесть штук на фунт.

Fig. 255.

a. Лампа. b. Свеча. c. Стержень, отбрасывающий две тени, обозначенные d и e, на белую стену или лист бумаги.

Существуют другие и более утонченные способы выяснения того же факта, но для грубого приближения к истине описанный план вполне подойдет.

Самый забавный эффект можно создать на принципе, что каждый свет отбрасывает свою собственную тень, называемый «пляской смерти» или «пляской ведьм»; любой из этих приятных сюжетов рисуется, и контуры вырезаются из листа картона. Если натянуть или повесить влажную простыню на одной стороне частично открытых двустворчатых дверей, между которыми прикреплен картон, а пространство, оставленное сверху и снизу, закрыть темной тканью, как только комната перед простыней будет затемнена, а за фигурой, вырезанной в картоне, будет держать зажженную свечу, на простыню отбрасывается одна тень или изображение, и эти тени могут быть увеличены в зависимости от количества используемых свечей, и если их держат два или три человека и перемещают вверх-вниз или в стороны, тени следуют за направлением свечей и создают вид танца. (Рис. 256.)

Fig. 256. «Перед занавесом».

Fig. 257. «За занавесом».

Еще один очень комичный эффект тени называется «прыжок до потолка», и когда он выполнялся в большом масштабе автором на огромной простыне, подвешенной в центральном трансепте Хрустального дворца в Сиденхэме, он имел самый смехотворный эффект и вызывал величайшее веселье у детей всех возрастов. (Рис. 258.)

Fig. 258. Смехотворный эффект теней в Хрустальном дворце.

Этот весьма эффектный результат достигается путем размещения оксиводородного света в нескольких футах за большой простыней, и, конечно, если кто-то проходит между ними, тень этого человека отбрасывается на простыню, затем, идя к свету, фигура уменьшается в размере, а при перепрыгивании через него тень, кажется, поднимается до потолка и опускается, когда прыжок совершается в противоположном направлении через свет и к простыне. Обоснование этого эксперимента очень простое и является еще одним доказательством того, что распределение света от светящегося источника происходит во всех направлениях. При перепрыгивании через свет радиусы, проецируемые от свечи через простыню, пересекаются, и тень поднимается или опускается по мере того, как фигура проходит вверх или вниз. (Рис. 259.)

Fig. 259.

Лучи света, обозначенные a b c d e, исходящие от зажженной свечи или оксиводородного света. Стрелка, указывающая направо, показывает, как эти лучи пересекаются при прыжке до потолка; а вторая стрелка, указывающая налево, показывает обратное.

Пучок света определяется как совокупность лучей, и это удобное определение, потому что оно предотвращает путаницу, если говорить только об одном луче при попытке объяснить, как свет распределяется при особых обстоятельствах.

Самая малая часть света, которую, как предполагается, можно отделить, поэтому называется лучом, и она будет проходить через любую среду той же плотности по совершенно прямой линии; но если она переходит из этой среды в другую, другой плотности, или в любое другое твердое, жидкое или газообразное вещество, она может быть распределена четырьмя различными способами, будучи либо отраженной, преломленной, поляризованной или поглощенной.

Отражение света — это первое свойство, которое будет рассмотрено, и будет обнаружено, что каждое вещество в природе обладает в большей или меньшей степени способностью отбрасывать лучи света, которые падают на них. Так, если мы войдем в совершенно затемненную комнату, содержащую все виды работ, созданных природой или искусством, такие как цветы, птицы, коробки с насекомыми, богатые ковры, драпировки, картины, статуи, ювелирные изделия и т.д., они не могут вызвать никакого удовольствия, потому что они невидимы, но как только в комнату вносят зажженную лампу, лучи падают на все окружающие объекты и, отражаясь от их поверхностей, входят в глаз и там производят явления зрения.

Эта связь между светящимися и несветящимися телами становится очень очевидной, если учесть, что Солнце выглядело бы только как интенсивный свет на темном фоне, если бы Земля не была окружена различными слоями воздуха, в которых расположены облака и пары, которые коллективно отражают и рассеивают свет, чтобы сделать его выносимым для зрения. Именно когда небо очень ясное в июле или августе, жара становится такой интенсивной, как только облака начинают формироваться и плавать вокруг, жара тогда смягчается.

Много лет назад барон Александр Функ, посещая некоторые серебряные рудники в Швеции, заметил, что в ясный день под землей в устье шахты на глубине шестидесяти или семидесяти саженей было темно, как в бочке; тогда как в облачный или дождливый день он мог даже читать на глубине 106 саженей. Спросив шахтеров, он узнал, что это всегда так, и, размышляя об этом, он совершенно справедливо предположил, что это происходит из-за того обстоятельства, что когда атмосфера полна облаков, свет отражается от них в шахту во всех направлениях, так что тем самым значительная часть лучей отражается перпендикулярно на землю; тогда как когда атмосфера ясна, нет непрозрачных тел, чтобы отражать свет таким образом, по крайней мере, в достаточном количестве, а лучи от самого Солнца никогда не могут падать перпендикулярно в Швеции. Использование отражающих поверхностей стало теперь вполне обычным во всех переполненных городах, и особенно в Лондоне, где даже лучей света слишком мало, чтобы их терять, и плоские или гофрированные зеркала помещаются под разными углами, либо чтобы направить свет снаружи на побеленный потолок внутри и тем самым получить лучше рассеянный свет по всей квартире, либо он отражается целиком в какую-нибудь заднюю комнату, или, скорее, темный кирпичный ящик, где, возможно, в течение полувека свечи требовались в ранний час после полудня. Бриллиантовая огранка в алмазах — это такое расположение задних граней, или срезанных граней драгоценного камня, что весь свет, достигающий их, должен быть отброшен назад и отражен, и тем самым придать необычайный блеск камню.

Интенсивный блеск снега в Альпийских регионах давно замечен, и отраженный свет настолько мощный, что философы были даже склонны полагать, что снег обладает естественной или присущей ему светимостью и испускает свой собственный свет. Г-н Бойль, однако, опроверг это мнение, поместив количество снега в комнату, из которой был исключен весь посторонний свет, и ни он, ни его спутник не могли заметить, чтобы испускался какой-либо свет, хотя, по принципу мгновенной фосфоресценции, вполне возможно представить, что если бы снег внезапно внесли в затемненную комнату после воздействия лучей Солнца, он испускал бы в течение нескольких секунд заметный свет. При проведении такого эксперимента один человек должен подвергнуть снег воздействию Солнца и принести его в совершенно затемненную комнату второму человеку, чьи глаза были бы готовы принять малейшее впечатление света, и если бы существовала какая-либо фосфоресценция, она должна была бы быть очевидной.

Свойство отражения также проиллюстрировано в грандиозном масштабе в освещении нашего спутника, Луны, и различных планетных тел, которые светят светом, отраженным от Солнца, и не имеют присущей им самосветимости. Аристотель хорошо знал, что именно отражение света от атмосферы предотвращает полную темноту после захода Солнца и в местах, куда лучи Солнца фактически не падают в дневное время. Он также был того мнения, что радуги, гало и ложные солнца — все они были вызваны отражением солнечных лучей при различных обстоятельствах, посредством чего создавалось несовершенное изображение Солнца, причем проявлялся только цвет, но не надлежащая фигура.

Изображение, говорит Аристотель, не является единичным, как в зеркале, ибо каждая капля дождя слишком мала, чтобы отразить видимое изображение, но соединение всех изображений видимо. Аристотель приписывал все эти эффекты отражению света, и будет замечено, когда мы перейдем к рассмотрению преломления света, что, конечно, его взгляды должны быть серьезно изменены.

На отражение света влияет скорее состояние поверхности, чем все тело вещества, так как кусок угля может быть покрыт золотой или серебряной фольгой и заставлен сиять, в то время как самое яркое зеркало тускнеет от тончайшей пленки влаги.

От какой бы поверхности ни отражался свет, это всегда происходит в соответствии с двумя фиксированными законами.

Первый. Падающий и отраженный лучи всегда лежат в одной плоскости.

Второй. Угол падения равен углу отражения.

С помощью одной шарнирной двухфутовой линейки оба этих закона легко проиллюстрировать. Линейку можно держать в руке, и один конец, отмеченный кусочком белой бумаги, можно назвать падающим лучом, т.е. лучом, который падает на поверхность; а другой — отраженным лучом, тем, который отброшен или отброшен назад. Перпендикуляр поднимается путем удерживания палки вертикально в шарнире. (Рис. 260.)

Fig. 260.

a d. Двухфутовая линейка; конец a можно назвать падающим лучом, а конец d — отраженным лучом. s. Палка, удерживаемая перпендикулярно. Угол a b c равен углу d e f, и все это можно перемещать в любом направлении или плоскости, либо горизонтально, либо перпендикулярно, g g. Отражающая поверхность.

Одним из самых простых и приятных заблуждений, создаваемых отражением света, является то, которое достигается путем вырезания контура вазы, или статуэтки, или цветка, нарисованного на картоне, и если оставить прикрепленными определенные точки, чтобы дизайн не выпал, весь эффект солидности придается путем отгибания краев картона назад, так что свет от свечи, помещенной позади него, может отражаться от заднего края одного картона на дизайн, который отогнут назад. Свет, отраженный от одной поверхности на другую, придает своеобразный мягкий и мраморный вид, и когда дизайн хорошо нарисован и вырезан, и помещен в хорошем положении, иллюзия очень совершенна, и он выглядит как твердая форма, а не просто дизайн, вырезанный из картона. (Рис. 261.)

Fig. 261.

Картонный дизайн в рамке, вырезанный и отогнутый назад. Зажженная свеча находится позади.

Лист сбоку от вышеприведенного рисунка предназначен для того, чтобы дать представление о способе вырезания дизайнов, и в этом случае лист был бы вырезан и отогнут назад, а небольшая прикрепленная полоска картона оставлена, чтобы предотвратить его выпадение.

Картонный дизайн всегда отгибается к свету, который помещен позади него. В качестве хорошей иллюстрации важности отраженного света и его связи со светящимися телами, пучок света от оксиводородного фонаря можно позволить пройти над поверхностью стола, когда будет замечено, что последний освещается только тогда, когда пучок отражается вниз листом белой бумаги.

Обращаясь к двум уже объясненным законам отражения, легко проследить на бумаге, с помощью циркуля и линейки, эффект плоских, вогнутых и выпуклых поверхностей на параллельные, расходящиеся или сходящиеся лучи света, и, возможно, это поможет памяти, если запомнить, что плоская поверхность означает ту, которая плоская с обеих сторон, такую как зеркало: выпуклая поверхность представлена внешней стороной часового стекла; вогнутая поверхность — внутренней стороной часового стекла; параллельные лучи подобны прямым линиям в тетради для копирования; расходящиеся и сходящиеся лучи подобны стержням веера, развернутым по мере того, как стержни разделяются или расходятся; стержни веера сходятся вместе, или сходятся у ручки.

Отражение лучей от плоской поверхности можно лучше понять, обратившись к приложенной диаграмме. (Рис. 262.)

Fig. 262.

a i, a k. Два расходящихся луча, падающих на плоскую поверхность, d. a d перпендикулярен и отражается обратно в том же направлении. a i расходящийся и отбрасывается под i l. Падающий и отраженный лучи образуют равные углы, как доказано перпендикуляром h. Любое изображение, отраженное в плоском зеркале, кажется настолько же позади него, насколько объект перед ним, а пунктирные линии, встречающиеся в g, показывают кажущееся положение отраженного изображения позади стекла, как видно в g. Тот же факт показан и на второй диаграмме, где отраженная картина, i m, появляется на том же расстоянии позади поверхности зеркала, что и объект, a b, перед ним.

При правильном расположении плоских зеркал можно создать ряд забавных заблуждений, одно из которых иногда встречается на улицах и называется «искусством смотреть сквозь четырехдюймовую доску». Зрителя сначала просят посмотреть в трубку, через которую он видит все, что может проходить мимо прибора в это время; затем оператор помещает доску поперек середины трубки, которая для этой цели вырезана, и к изумлению подростков вид не ухудшается, и зритель все еще воображает, что смотрит сквозь прямую трубку; однако это не так, поскольку обман полностью осуществляется отражением и объясняется на следующем рисунке. (Рис. 263.)

Fig. 263.

a a a a. Отверстия, через которые зритель сначала смотрит. b. Кусок дерева толщиной четыре дюйма. c, d, e, f — четыре куска зеркала, расположенные так, что лучи света, входящие с одного конца трубки, отражаются вокруг к другому, где помещен глаз наблюдателя.

Во время осады Севастополя многие из наших лучших артиллеристов постоянно снимались винтовками противника, а также пушечными выстрелами, и чтобы положить конец безрассудству и неосторожности людей, было изобретено очень остроумное приспособление преподобным Уильямом Тейлором, помощником г-на Денисона в создании первого колокола «Биг-Бен». Оно называлось отражающей подзорной трубой, и благодаря своей простой конструкции делало暴露 (выставление) моряков и солдат, которые выглядывали бы из-за парапета или других частей укреплений, чтобы наблюдать за эффектом своего выстрела, совершенно ненужным; в то время как другая форма была сконструирована для того, чтобы позволить артиллеристу «наводить» или целиться из своего орудия в безопасности. Инструменты были показаны лорду Панмуру, который был настолько убежден в важности изобретения, что немедленно поручил преподобному Уильяму Тейлору изготовить ряд этих телескопов; и если бы осада не закончилась как раз в то время, когда изобретение должно было быть использовано, несомненно, было бы достигнуто большое сохранение ценных жизней квалифицированных артиллеристов в союзных армиях. Принцип отражающей подзорной трубы можно понять, обратившись к следующему рисунку. (Рис. 264.)

Fig. 264.

Картина вражеской батареи, как предполагается, находится на зеркале, a, откуда она отражается к b, а оттуда к артиллеристу в c.

Размещая два зеркала под углом 45°, отраженное изображение человека, смотрящего в одно, отбрасывается в другое, и, конечно, эффект несколько поразителен, когда голова смерти и скрещенные кости или другой веселый предмет вводится напротив одного зеркала, в то время как кто-то, кто не знаком с заблуждением, смотрит в другое. Две смежные комнаты могли бы иметь свои зеркала, расположенные таким образом, при условии, что за ними проходит проход. (Рис. 265.)

Fig. 265.

a. Зеркало под углом 45 градусов. Стрелки показывают направление отраженного изображения. b. Второе зеркало, также под углом 45 градусов; лицо человека, смотрящего в a, отражается в b. c — перегородка между комнатами.

Один из самых поразительных эффектов, который можно продемонстрировать людям, невежественным в общих законах отражения света, называется «волшебным зеркалом» и описан сэром Вальтером Скоттом в его графическом рассказе с таким названием. Аппаратура для этой цели должна быть хорошо спланирована и закреплена в соответствующей комнате для этой цели, и если ее проводить тщательно, может удивить даже ученых. Длинная и несколько узкая комната должна быть завешена черной тканью, а в одном конце может быть помещено большое зеркало, расположенное так, что оно будет поворачиваться на петлях, как дверь. Круг мага может быть помещен в другом конце камеры, в котором зрители должны быть жестко ограничены, и нет почти никаких сомнений, что расположение, которое сейчас будет описано, ранее использовалось умными астрологами, которые притворялись, что смотрят в будущее и поддерживают общение со сверхъестественными силами. Доверчивость людей, которые консультировались с этими «мудрецами», неудивительна, если учесть невежество публики в целом об общих физических законах и о чудесах, которые могут быть совершены без помощи «злого духа»; более того, посвященные очень заботились о том, чтобы скрыть механизм своих тайн, никогда не сообщая иллюзорные трюки даже своим самым верным подчиненным, кроме как под торжественными клятвами секретности, потому что они извлекали во многих случаях значительную прибыль своими притворными заклинаниями и жонглерскими трюками, и поэтому были заинтересованы в том, чтобы держать внешний мир в невежестве. Волшебники всегда старались впечатлить тех, кто приходил к ним за советом, ужасным характером заклинаний, которые они собирались совершить, и с таким мощным вспомогательным средством, как страх, и хорошо затемненной комнатой, они отвлекали мысли более любопытных и не давали им слишком внимательно следить за ходом событий. Театральными эффектами не пренебрегали, такими как подавленные и мрачные стоны, фальшивый гром, и волшебник обычно усиливал свой собственный вдохновляющий личный вид, нося, конечно, длинную бороду и развевающуюся мантию, украшенную иероглифами, и с помощью увесистого тома, полного каббалистических знаков, нескольких черепов и скрещенных костей, песочных часов, пары обнаженных мечей, черной кошки, угольного огня и различных лекарств, чтобы бросать в него, можно было ожидать, что довольно сносная коллекция бесов, фамильяров и демонов будет присутствовать без современной практики стука духов. Как было сказано ранее, заблуждение должно проводиться тщательно, и необходим сообщник, чтобы использовать фантасмагорию или волшебный фонарь. Слайды, конечно, были раскрашены, чтобы соответствовать судьбе, которая должна быть раскрыта — легкая дорога к богатству для джентльменов, история любви, заканчивающаяся браком, для дам.

Зрители, помещенные в волшебный круг, направляются смотреть в зеркало; их могут даже попросить по одному принести череп с каминной полки рядом с зеркалом, и, делая это, смотреть прямо в зеркало, а затем вернуться в круг. Предписывается абсолютная тишина, и теперь слышна мягкая музыка; затемненная комната освещается на мгновение небольшим желтым или зеленым огнем, брошенным на угольный огонь, и теперь, глядя в зеркало, оно больше не отражает окружающие объекты, но становится заметной картина, сначала маленькая и слабая, а затем постепенно становящаяся большой и более ясной. Картина становится видимой благодаря тому, что сообщник осторожно переводит зеркало из положения, параллельного раме, под угол 45 градусов, а затем проецирует сбоку картину из волшебного фонаря. Картина маленькая и нечеткая, пока сообщник держит ее близко к зеркалу и вне фокуса, но по мере того, как он отходит назад и фокусирует линзы, картина постепенно увеличивается в размере, и отражающие углы были хорошо спланированы заранее, только те, кто находится в кругу, смогут увидеть картину, и большое веселье можно извлечь из волшебного зеркала, притворяясь, что предсказываешь будущую судьбу очень худого человека, и представляя его серией картин, которые постепенно приобретают полноту фигуры Джона Булля, окруженного десятками детей; в то время как молодым дамам, которые помолвлены, может быть представлена провокационная картина старой девы; действительно, нет конца невинному веселью, которое можно извлечь из волшебного зеркала, и весь план заблуждения можно лучше понять, обратившись к следующему рисунку. (Рис. 266.)

Fig. 266.

Волшебное зеркало.

План комнаты. a a. Рама зеркала. a b. Зеркало, отведенное под угол 45 градусов. c. Сообщник, который управляет фонарем и закрывает стекло к раме после того, как рассказана каждая судьба. d. Волшебный круг, к которому отражаются лучи.

Мсье Сальверт совершенно справедливо замечает, что «человек доверчив от колыбели до могилы; но эта склонность проистекает из благородного принципа, последствия которого ввергают его во многие ошибки и несчастья.... Новизна объектов и трудность отнесения их к известным объектам не шокируют доверчивость неискушенных людей. Есть некоторые дополнительные ощущения, которые он получает без обсуждения, и их сингулярность, возможно, является очарованием, которое заставляет его принимать их с большим удовольствием. Человек почти всегда любит и ищет чудесное. Естественен ли этот вкус?

Проистекает ли он из образования, которое в течение многих веков человеческий род получал от своих первых наставников? Обширный и новый вопрос, но к которому я не имею никакого отношения. Достаточно заметить, что, поскольку любитель чудесного всегда предпочитает самое удивительное самому естественному рассказу, последний слишком часто пренебрегался и безвозвратно потерян. Иногда, однако (и мы приведем не один пример), простая истина ускользала от власти забвения. Доверчивый человек может быть обманут один или несколько раз; но его доверчивость не является достаточным инструментом, чтобы управлять всем его существованием. Чудесное вызывает лишь мимолетное восхищение. В 1798 году французские ученые с удивлением заметили, как мало зрелище воздушных шаров повлияло на индифферентного египтянина.... Но человек ведом своими страстями, и особенно надеждой и страхом».

Когда параллельные лучи падают на выпуклое зеркало, они рассеиваются и разлетаются во всех направлениях, и изображение объекта, отраженное в выпуклом зеркале, кажется очень маленьким, будучи уменьшенным в размере, потому что отраженная картина i m ближе к поверхности зеркала, чем объект a b. № 1. (Рис. 267.)

Fig. 267.

a b, d h. (№ 2) представляют два параллельных луча, падающих на выпуклую поверхность b h, один (a b) перпендикулярно, другой (d h) косо. c — центр выпуклости. h e — отраженный луч косого падающего луча, d h; в то время как c h i — перпендикуляр.

Выпуклые зеркала не используются ни в каком оптическом обмане в большом масштабе, хотя некоторые остроумные заблуждения могут быть созданы с помощью цилиндрических и конических зеркал, и они описаны сэром Дэвидом Брюстером следующим образом:

«Среди остроумных и красивых обманов XVII века мы должны перечислить обман реформирования искаженных картин путем отражения от цилиндрических и конических зеркал. В этих представлениях исходное изображение, из которого создается идеальная картина, часто настолько полностью искажено, что глаз не может проследить в нем сходство с какой-либо правильной фигурой, и, конечно, вызывается величайшая степень удивления, независимо от того, скрыто ли исходное изображение или выставлено на обозрение. Эти искаженные картины могут быть нарисованы по строгим геометрическим правилам, и я показал простой метод их выполнения. Пусть m — точный цилиндр, сделанный из жести или толстого картона. С дальней стороны его вырежьте небольшое отверстие, a b c d, а с ближней стороны вырежьте большее, a b c d (белые буквы), размером с картину, которую нужно исказить; проперфорировав контур картины маленькими отверстиями, поместите ее в отверстие a b c d (белые буквы), так чтобы ее поверхность была цилиндрической; пусть свеча или яркий светящийся объект — чем меньше, тем лучше — будет помещен в s, так же далеко позади картины a b c d (белые буквы), как глаз впоследствии должен быть помещен перед ней, и свет, проходящий через маленькие отверстия, представит на горизонтальной плоскости искаженное изображение картины в a b c d, которое, когда будет набросано карандашом, заштриховано и раскрашено, будет готово к использованию. Если мы теперь заменим полированное цилиндрическое зеркало того же размера вместо m, то искаженная картина, будучи положенной горизонтально в a b c d, будет восстановлена до своего первоначального состояния при виде отражения в a b c d (белые буквы) в полированном зеркале». Эффект цилиндрического зеркала на искаженную картину показан под № 2, будучи скопированным со старого, виденного сэром Д. Брюстером.

Fig. 268.

Если посмотреть на отражение своего лица в крышке от блюда или на обычную поверхность блестящей серебряной ложки или серебряной кружки, то последняя становится поистине уродливой, когда изображение отражается от ее поверхности, и принимает самые нелепые формы, стоит лишь открыть или закрыть рот, а также приблизить или отдалить лицо от серебряного сосуда. (Рис. 269.)

Fig. 269.

Искаженное изображение, создаваемое неровной выпуклой поверхностью.

В трудах древних авторов можно найти определенные указания на результаты иллюзий, создаваемых с помощью простых оптических приспособлений, а также на внезапное и кратковременное появление (из мрака полной темноты) великолепных дворцов, восхитительных садов и т. д., которыми — как единогласно уверяет нас голос древности — часто ослепляли взоры участников мистерий, например, при вызывании и реальном явлении усопших духов, случайных образах их теней (umbræ) и самих богов. Из отрывка у Павсания («Беотия», XXX), где он, говоря об Орфее, упоминает, что в древности в Аорносе было место, где вызывали мертвых, νεκυομαντειον (некуомантейон), мы узнаем, что в те далекие времена существовали места, отведенные для вызывания мертвых. Гомер в одиннадцатой книге «Одиссеи» рассказывает о том, как Улисс в одиночку был допущен в подобное место, когда его беседа с усопшим другом была прервана каким-то страшным голосом, и герой, опасаясь гнева Прозерпины, удалился; жрецы, управлявшие этими обманными представлениями, несомненно, использовали этот метод, чтобы избавиться от посетителя, который мог стать слишком любопытным и раскрыть тайну мистерий.

Из всех упомянутых отражающих поверхностей ни одна не создает более интересных обманов, чем вогнутое зеркало, и нет почти никаких сомнений в том, что серебряные зеркала такой формы были известны древним и использовались в некоторых их священных мистериях. Господин Сальверт в своем ценном труде усердно собрал наиболее интересные доказательства их использования и цитирует следующий отрывок из Дамаския, в котором результаты, получаемые с помощью вогнутого зеркала, совершенно очевидны. (Рис. 270.)

Fig. 270.

Изображение человеческого лица, возможно, отраженное от вогнутого зеркала, скрытого под полом храма; отверстие скрыто возвышающейся грудой камней, а молящиеся ограничены определенной частью храма и не допускаются к нему.

Он говорит: «В явлении, которое не должно быть раскрыто... на стене храма появилась масса света, которая поначалу казалась очень далекой; приближаясь, она превратилась в лицо, явно божественное и сверхъестественное, суровое на вид, но с примесью мягкости, и чрезвычайно красивое. Согласно установлениям таинственной религии, александрийцы почитали его как Осириса и Адониса».

Параллельные лучи, падающие на вогнутую поверхность, сводятся в фокус или сходятся, и когда объект рассматривается в отражении от вогнутой поверхности, его изображение варьируется как по величине, так и по положению, в зависимости от того, больше или меньше расстояние объекта от отражающей поверхности. (Рис. 271.) Когда объект помещается между фокусом параллельных лучей и центром, изображение падает на противоположную сторону от центра, оно больше объекта и находится в перевернутом положении. Лучи, исходящие от любого удаленного земного объекта, почти параллельны у вогнутого зеркала — не строго параллельны, но расходятся к нему отдельными пучками, или, так сказать, связками лучей, от каждой точки стороны объекта, обращенной к зеркалу; поэтому они не будут сведены в точку на расстоянии половины радиуса кривизны зеркала от его отражающей поверхности, а в отдельных точках на немного большем расстоянии от вогнутого зеркала. Чем ближе объект к зеркалу, тем дальше эти точки будут от него, и в них сформируется перевернутое изображение объекта, которое будет казаться висящим в воздухе и будет видно глазу, расположенному за ним (по отношению к зеркалу), во всех отношениях подобным объекту и таким же четким, как сам объект. № 2. (Рис. 271.)

Fig. 271.

№ 1. a b, d h представляют два параллельных луча, падающих на вогнутую поверхность b h, центр кривизны которой — c. b f и h f — это отраженные лучи, встречающиеся в точке f, а a b, будучи перпендикулярным к вогнутой поверхности, отражается по прямой линии. № 2. a b. Объект. i m. Изображение.

Fig. 272.

a b представляет объект, s v — отражающую поверхность, f — ее фокус параллельных лучей, а c — ее центр. Через a и b, крайние точки объекта, проведем линии c e и c n, которые перпендикулярны поверхности, и пусть a r, a g будут пучком лучей, исходящих из a. Эти лучи, исходящие из точки за фокусом параллельных лучей, после отражения сойдутся к некоторой точке на противоположной стороне от центра, которая упадет на продолжение перпендикуляра b c, но на большем расстоянии от c, чем излучающая точка a, из которой они расходились. По той же причине лучи, исходящие из b, сойдутся в точку на продолжении перпендикуляра n c, которая будет дальше от c, чем излучающая точка b, откуда очевидно, что изображение i m больше объекта a b, что оно падает на противоположную сторону от центра и что их положения перевернуты по отношению друг к другу.

Из одного обстоятельства в жизни Сократа следует, что действие зажигательных стекол было известно древним; и вполне вероятно, что римляне использовали вогнутое зеркало для зажигания «священного огня». Это весьма вероятно, если учесть, что жрецы, отправлявшие языческий культ Осириса и Адониса, были знакомы с использованием вогнутых металлических зеркал, как уже было описано на странице 282. Эффекты, которые можно получить с помощью вогнутых зеркал, весьма впечатляющи, поскольку они не ограничиваются лишь отражением неодушевленных предметов, но с их помощью можно прекрасно продемонстрировать жизнь и движение; так, если человек встанет прямо перед вогнутым зеркалом, но дальше от него, чем его центр кривизны, он увидит в воздухе между собой и зеркалом перевернутое изображение самого себя меньшего размера; и если он протянет руку к зеркалу, рука изображения выйдет навстречу его руке и совпадет с ней, имея равный объем, когда его рука находится в центре кривизны, и ему покажется, что он может пожать руку своему изображению. (Рис. 273.)

Fig. 273.

Вогнутое зеркало, показывающее вид перевернутого и отраженного изображения в воздухе.

Используя большое вогнутое зеркало диаметром около трех футов, автор смог показать большой аудитории все те результаты, которые обычно были видны только одному человеку. Во время экспериментов с вогнутым зеркалом, при протягивании руки описанным способом, посторонний наблюдатель ничего не увидит, так как ни один из отраженных лучей, формирующих изображение, не попадет ему в глаза. Это обстоятельство хорошо иллюстрируется, если поместить вогнутое зеркало напротив огня и позволить изображению пламени, проецируемому им, упасть на хорошо отполированный стол из красного дерева. Если дверь комнаты открывается в сторону зеркала и в помещение войдет зритель, не знакомый со свойствами вогнутых зеркал, он будет сильно поражен, увидев пламя, которое, по-видимому, играет на поверхности стола, в то время как другой зритель может войти из другой двери и не увидеть ничего, кроме длинного луча света, ставшего видимым благодаря плавающим частицам пыли. Чтобы придать этому эксперименту должный эффект, вогнутое зеркало должно быть большим, и никакой другой свет не должен освещать комнату, кроме света от огня.

На том же полированном столе можно красиво показать вид планеты с вращающимся спутником, если затемнить огонь ширмой и поместить перед ним зажженную свечу, которая отразится в вогнутом зеркале и появится на столе как яркая звезда, а спутник можно изобразить пламенем маленькой восковой свечи, перемещаемой вокруг большой горящей свечи. Ниже приведено устройство, используемое автором в Политехническом институте для демонстрации свойств вогнутого зеркала. Для освещения объектов, которые должны проецироваться на экран, требуется фонарь, заключающий в себе очень яркий свет, такой как электрический или известковый свет. Предпочтение отдавалось фонарю и электрической лампе Дюбоска, хотя, конечно, подойдет любой яркий свет, заключенный в ящик с простой выпуклой линзой для проецирования луча света, когда это необходимо. (Рис. 274.)

Fig. 274.

a b. Переносной экран из легкого каркаса, обтянутый черной хлопчатобумажной тканью. c c c c. Квадратное отверстие прямо над полкой d d, на которую помещается объект — например, бутылка, наполовину наполненная водой. e. Фонарь Дюбоска для освещения объекта в d d.

Удалив диафрагму, необходимую для проецирования изображения угольных электродов на экран, получают очень интенсивный луч света, который можно сфокусировать или сконцентрировать на любом непрозрачном объекте с помощью другой двояковыпуклой линзы, удобно установленной на штативе телескопа, так что ее можно поднимать или опускать по желанию. Эта линза не зависит от фонаря и может использоваться или не использоваться по усмотрению оператора.

Объект теперь помещается на полку, прикрепленную к экрану, с квадратным отверстием прямо над ним. Цель экрана — отсечь все посторонние лучи света, отраженные от зеркала, или увеличить резкость контуров изображения объекта. После того как экран и объект установлены и свет от фонаря направлен на них, следующим шагом является регулировка вогнутого зеркала, и путем перемещения его к объекту или назад, по мере необходимости, на экран проецируется хорошее изображение, объемное и квазистереоскопическое. (Рис. 275.)

Fig. 275.

a. Вогнутое зеркало. b. Фонарь. c. Переносной экран, полка и объект. d. Перевернутое изображение бутылки, наполняющейся водой, горлышком вниз, которое при проецировании на диск в d создает любопытнейшую иллюзию.

Процесс наполнения бутылки водой, или, что еще лучше, ртутью, является одним из самых необычных эффектов, которые можно показать; и если все приборы заключены в ящик, так что видно только изображение на экране, иллюзия бутылки, наполняющейся в перевернутом положении, выглядит совершенно магически и неизменно вызывает вопрос: как это делается? Нумизматика, наука о монетах и медалях, обычно считается ограниченной вкусами очень немногих людей, и любое описание коллекции монет на лекции было бы признано крайне скучным, если, конечно, слушатели не оказались антикварами; однако изучение этих интересных остатков былых времен может пролить большой свет на историю, и лекция на эту тему, проиллюстрированная изображениями монет, проецируемыми на диск с помощью вогнутого зеркала описанным способом, могла бы быть очень приятной и поучительной.

Монеты или позолоченные гипсовые слепки монет, цветы, птицы, белые мыши, человеческое лицо и руки — все это при полном освещении может быть отражено вогнутым зеркалом на диск. Дагеротипное изображение под определенным углом при отражении вогнутым зеркалом кажется похожим на обычный коллодионный негатив, и все света и тени меняются местами, так что лицо на портрете кажется черным, а черный пиджак — белым. Если поместить дагеротип в другое положение, легко находимое экспериментально, он отражается обычным образом, показывая увеличенный и идеальный портрет на диске. При использовании дагеротипа стекло перед ним должно быть удалено. Изображения от вогнутого зеркала можно также проецировать на густой дым, полученный от тлеющей влажной оберточной бумаги или от смеси смолы и небольшого количества хлората калия, положенной на бумагу и медленно горящей при смачивании ее водой.

Изображение, отраженное от дыма, было бы видно множеству зрителей, точно так же, как свет от топок паровоза часто виден ночью, отражаясь от выходящего столба пара.

Вероятно, именно с помощью какого-то дыма и вогнутого зеркала осуществлялся обман, практиковавшийся над молящимися в храме Геркулеса в Тире, поскольку Плиний упоминает, что там существовал освященный камень, «с которого легко поднимались боги». В храме Эскулапа в Тарсе и храме Энгиниума на Сицилии такие же оптические иллюзии демонстрировались как часть религиозных церемоний, благодаря чему жрецы, несомненно, получали очень солидный доход, гораздо больший, чем можно было бы получить в наше время просто демонстрацией таких чудес в галереях Аделаиды, политехникумах или паноптикумах.

Дым от оберточной бумаги очень полезен для демонстрации различных направлений лучей света при отражении от плоских, выпуклых и вогнутых поверхностей. Равенство углов падения и отражения лучей можно прекрасно показать, используя следующее расположение приборов. (Рис. 276.)

Fig. 276.

a. Слегка расходящиеся лучи света, исходящие из фонаря и принимаемые на маленькое вогнутое зеркало, которое делает лучи почти параллельными и отражает их на e, кусок зеркального стекла, от которого они снова отражаются. c — падающие, а d — отраженные лучи. f. Дым от оберточной бумаги.

Очень густой белый дым получается при кипячении в отдельных колбах (горлышки которых сближены) растворов аммиака и соляной кислоты.

Противоположные свойства выпуклых и вогнутых зеркал — первые рассеивают, а вторые собирают падающие на них лучи света — также эффективно демонстрируются с помощью того же источника освещения и соответствующих зеркал, причем дым идеально прослеживает направление лучей света. (Рис. 277.)

Fig. 277.

Дым показывает лучи света, падающие на выпуклое зеркало и становящиеся еще более расходящимися.

Дым самым красивым образом проявляет конус лучей, отраженных от вогнутого зеркала, и при создании большого количества дыма и вращении зеркала положение фокуса (focus, очаг) обозначается ярким пятном света, и причина, по которой изображения объектов, отраженные вогнутым зеркалом, перевернуты, может быть лучше понята при наблюдении того, как лучи пересекаются в этой точке. (Рис. 278.)

Fig. 278.

Дым показывает лучи света, падающие на вогнутое зеркало. В этом эксперименте внимание следует обратить на яркую точку e, фокус, где встречаются сходящиеся лучи.

Одно из самых совершенных применений отражения света показано в «Грегорианском зеркальном телескопе» или в том великолепном инструменте, построенном лордом Россом в Парсонстауне, в Ирландии. (Рис. 279.)

Fig. 279.

Гигантский телескоп лорда Росса.

Описание почти всех сложных оптических инструментов несколько утомительно, но мы рискнем привести одну схему с объяснением Грегорианского зеркального телескопа. (Рис. 280.)

Fig. 280.

Грегорианский зеркальный телескоп.

В нижней части большой трубы t t t t (Рис. 280) помещено большое вогнутое зеркало d u v f, главный фокус которого находится в m; и в его середине есть круглое отверстие p, напротив которого помещено маленькое зеркало l, вогнутое по отношению к большему и закрепленное на прочной проволоке m так, что его можно перемещать дальше от большого зеркала или ближе к нему с помощью длинного винта на внешней стороне трубы, сохраняя его ось на той же линии p m n, что и ось большого зеркала. Теперь, поскольку при наблюдении очень удаленного объекта мы едва ли можем видеть его точку, которая была бы не шире большого зеркала, мы можем считать лучи каждого пучка, исходящие из каждой точки объекта, параллельными друг другу и покрывающими всю отражающую поверхность d u v f. Но чтобы избежать путаницы на рисунке, мы проведем только два луча пучка, исходящие из каждой конечности объекта в большую трубу, и проследим их путь через все их отражения и преломления к глазу f на конце малой трубы t t, которая соединена с большой.

Предположим теперь, что объект a b находится на таком расстоянии, что лучи e исходят из его нижней конечности b, а лучи c — из его верхней конечности a. Тогда лучи c, падая параллельно на большое зеркало в d, будут оттуда отражены, сходясь в направлении d G; и, пересекаясь в точке i в главном фокусе зеркала, они образуют верхнюю конечность i перевернутого изображения i k, подобную нижней конечности b объекта a b; и, проходя на вогнутое зеркало l (фокус которого находится в N), они упадут на него в g и будут оттуда отражены, сходясь в направлении n, поскольку g m длиннее g n; и, проходя через отверстие p в большом зеркале, они встретятся где-то около r и образуют нижнюю конечность d прямого изображения a d, подобную нижней конечности b объекта a B. Но, проходя через плосковыпуклое стекло r на своем пути, они образуют эту конечность изображения в b. Точно так же лучи e, которые исходят из верхней части объекта a b и падают параллельно на большое зеркало в f, отражаются оттуда, сходясь в его фокусе, где они образуют нижнюю конечность k перевернутого изображения i k, подобную верхней конечности a объекта a b; и, проходя к меньшему зеркалу l и падая на него в h, они отражаются оттуда в сходящемся состоянии h o; и, проходя через отверстие p большого зеркала, они встретятся где-то около q и образуют там верхнюю конечность a прямого изображения a d, подобную верхней конечности a объекта a b; но, проходя через выпуклое стекло r на своем пути, они встречаются и пересекаются раньше, как в a, где формируется эта точка прямого изображения. Поскольку то же самое понимается обо всех тех лучах, которые исходят из промежуточных точек объекта между a и b и входят в трубу t t, будут сформированы все промежуточные точки изображения между a и b; и лучи, проходя от изображения через окуляр s и через маленькое отверстие e в конце меньшей трубы t t, входят в глаз f, который видит изображение a d (с помощью окуляра) под большим углом c e d и увеличенным в длину под этим углом от c до d.

Чтобы найти увеличительную способность этого телескопа, умножьте фокусное расстояние большого зеркала на расстояние малого зеркала от изображения, ближайшего к глазу, и умножьте фокусное расстояние малого зеркала на фокусное расстояние окуляра; затем разделите произведение первого на произведение второго, и частное будет выражать увеличительную способность. (Рис. 280.)

Мы переходим к тому многократно оспариваемому и часто цитируемому эксперименту Архимеда, который, как утверждается, использовал металлические вогнутые зеркала или какую-то другую отражающую поверхность, с помощью которой он смог поджечь римский флот, стоявший на якоре в гавани Сиракуз и в то время осаждавший их город, в котором великий и ученый философ был заперт вместе с другими жителями. История, переданная потомкам, не оспаривалась до XVII века, когда Декарт смело атаковал ее истинность на философских основаниях и на время заставил замолчать тех, кто поддерживал правдивость этого древнего анекдота. Почти сто лет спустя эта забытая выдумка об Архимеде была снова исследована знаменитым натуралистом Бюффоном, и отчет о его экспериментах, подробно изложенный автором «Adversaria» в «Chambers' Journal», настолько логичен и убедителен, что мы приводим его часть дословно.

«За несколько лет до 1747 года французский натуралист Бюффон занимался исследованиями тепла, которые он впоследствии опубликовал в первом томе дополнения к своей «Естественной истории». Не имея, по-видимому, предварительных знаний о математическом трактате Антемия (περι παραδοξων μηχανηματων), в котором описано подобное изобретение VI века [G], Бюффон, вопреки рассуждениям Декарта, пришел к выводу, что можно сконструировать зеркало или серию зеркал, достаточных для получения результатов, немногим, если вообще уступающих тем, что приписываются изобретению Архимеда.

[G] См. «Упадок и падение» Гиббона, гл. xl., раздел v., примечание g.

«Это, столкнувшись со многими трудностями, которые он предвидел с большой проницательностью и устранил с равной изобретательностью, ему в конце концов удалось осуществить. Весной 1747 года он представил Французской академии мемуар, который в его собрании сочинений занимает более восьмидесяти страниц. В этой работе он описывает себя как обладателя аппарата, с помощью которого он мог поджечь доски на расстоянии 200 и даже 210 футов, а также расплавить металлы и металлические минералы на расстояниях от двадцати пяти до сорока футов. Этот аппарат он описывает как состоящий из 168 плоских стекол, посеребренных с обратной стороны, каждое размером шесть дюймов в ширину на восемь дюймов в длину. Они, по его словам, были расположены в большой деревянной раме с интервалами, не превышающими трети дюйма; так что с помощью регулировки сзади каждое из них можно было перемещать во всех направлениях независимо от остальных — пространства между стеклами также были полезны для того, чтобы позволить оператору видеть сзади точку, на которую должны были быть сведены различные диски.

«После установления этих результатов следующим вопросом Бюффона было то, насколько они соответствуют результатам, приписываемым зеркалам Архимеда, наиболее подробный отчет о которых дают историки Зонара и Цец, оба из XII века [H]. «Архимед, — говорит первый из этих писателей, — приняв лучи солнца на зеркало, толщиной и полировкой которого они отражались и соединялись, зажег пламя в воздухе и направил его со всей силой на корабли, которые стояли на якоре на определенном расстоянии и которые, соответственно, были превращены в пепел». Тот же Зонара сообщает, что Прокл, знаменитый математик VI века, при осаде Константинополя поджег фракийский флот с помощью медных зеркал. Цец еще более конкретен. Он говорит нам, что когда римские галеры находились на расстоянии полета стрелы от городских стен, Архимед приказал поместить на надлежащем расстоянии своего рода шестиугольное зеркало с другими меньшими зеркалами по двадцать четыре грани в каждом; что он приводил их в движение с помощью петель и металлических пластин; что шестиугольник был разделен пополам «меридианом лета и зимы»; что он был помещен напротив солнца; и что таким образом был зажжен большой огонь, который поглотил римский флот.

[H] Цитируется Фабрицием в его «Biblioth. Græc.», том ii., стр. 551, 552.

«Из этих сообщений мы можем сделать вывод, что зеркала Архимеда и Бюффона не сильно отличались ни по своей конструкции, ни по эффектам. Поэтому не могло оставаться вопроса о том, что последний возродил одно из самых прекрасных изобретений прежних времен, если бы не одно обстоятельство, которое до сих пор делает его древность сомнительной: писатели, современники Архимеда или наиболее близкие к его времени, не упоминают об этих зеркалах. Ливий, который так любит чудесное, и Полибий, от которого столь великое изобретение вряд ли могло ускользнуть, полностью молчат на этот счет. Плутарх, собравший так много подробностей, касающихся Архимеда, говорит о нем не больше, чем первые два; а Гален, живший во II веке, — первый писатель, у которого мы находим упоминание об этом. Однако трудно представить, как могла возникнуть мысль о существовании таких зеркал, если бы они никогда не использовались на самом деле. Эта идея значительно выше уровня тех умов, которые обычно заняты изобретением лжи; и если зеркала Архимеда — вымысел, то следует признать, что это вымысел философа».

Предполагая, что Архимед действительно проецировал сконцентрированные солнечные лучи на римские суда, нельзя не пожалеть о невежестве адмирала Марцелла. Если бы этот офицер был знаком с законами отражения света, он мог бы посмеяться над мощью Архимеда, и, приняв недружелюбные лучи на один из ярких медных выпуклых щитов своих солдат, Марцелл мог бы рассеять сконцентрированные лучи и предотвратить сжигание своих судов.

В наши дни просвещения кажется странным встретить кого-либо, кто выступает за возможное использование зеркал или отражающих поверхностей для целей нападения или обороны, но г-н Пейрар несколько лет назад предложил производить большие эффекты, устанавливая каждое зеркало в отдельную раму, несущую телескоп, так что один человек мог направлять лучи на объект, предназначенный для поджога, и он серьезно подсчитал, полагаясь на невежество атакуемых, что с 590 стеклами диаметром около двадцати дюймов он мог бы превратить флот в пепел на расстоянии четверти лье! а со стеклами двойного размера — на расстоянии полмили! Какой эффект произвел бы снаряд или ядро на это древнее оружие, не сказано; это мы можем смело оставить нашим читателям для самостоятельного определения. Эксперимент Архимеда давно стал любимым у мальчиков. (Рис. 281.)

Fig. 281.

Одна из «невзгод отражения».

Полное внутреннее отражение света в столбе воды — это эксперимент, который допускает большое разнообразие в том, что касается цвета, и является одним из самых новых и красивых экспериментов со светом, представленных публике за последние несколько лет. Автор имел удовольствие представить его в первую очередь в Политехническом институте, где оптическая новинка вызвала величайшее внимание и получила одобрение Ее Милостивейшего Величества и Его Королевского Высочества принца-консорта, а также королевской семьи, которые изволили нанести частный вечерний визит в Политехникум и, среди прочего, детально осмотрели «Иллюминированный каскад», который был сооружен г-ном Дюбоском из Парижа.

Освещение ниспадающих столбов воды было получено путем сведения лучей от мощного электрического света на отверстие, из которого вытекала вода, при использовании уже объясненного фонаря Дюбоска, а перед ним были помещены три цилиндра, каждый из которых имел круглое окно позади и напротив линзы, и отверстие диаметром около одного дюйма на противоположной стороне для выхода воды. Использованный фонарь был особой формы и имел три стороны, электрический свет находился в центре них и проходил через три отдельные плосковыпуклые линзы к трем цилиндрам, из которых вытекала вода.

Fig. 282.

Рис. 1. a. Электрический свет. b c d. Три стороны и линзы фонаря. e f g. Три цилиндра с водой, каждый с круглым стеклянным окном и отверстиями в z z z, из которых выходят вода и лучи света. — Рис. 2. H. Сечение одной стороны фонаря Дюбоска. i i. Цилиндр с водой, которая поступает снизу. k k. Поток освещенной воды. l l. Кусочек цветного стекла, удерживаемый между фонарем и резервуаром с водой.

Внимание можно обратить на тот факт, что свет просто выходит из отверстий в виде расходящегося луча, пока не начинается поток воды, когда лучи немедленно подхватываются и отражаются от точки к точке внутри арочного столба воды, освещая последний самым прекрасным образом; он кажется иногда похожим на поток жидкого металла из железной печи, или на жидкое рубиновое стекло, или на цвет аметиста или топаза, в зависимости от цветов пластин стекла, удерживаемых между отверстиями фонаря и круглыми окнами в цилиндрах с водой. Тот же эксперимент произвел настоящий фурор в Хрустальном дворце, когда он был представлен в одной из лекций автора, прочитанных в этом благородном месте развлечений. Чтобы наши читатели могли понять устройство аппарата, мы привели на странице 294 его вид в плане, а также вид каскада, когда он демонстрировался в Политехникуме королевской особе. (Рис. 284.)

Fig. 283.

a b. Стороны каскада. Пунктирные линии показывают отражение только двух лучей светового пучка, проходящих вниз внутри воды.

Еще один любопытный эффект, наблюдаемый при освещенном каскаде, — это спуск шаров света, когда отражение на мгновение прерывается прохождением пальца через поток воды, что показывает, что определенное время затрачивается на отражение света от одного конца цилиндра с водой до другого; действительно, лучшее представление о принципе эксперимента формируется путем замены в воображении ниспадающей струи воды серебряной трубкой, хорошо отполированной внутри. Отражение звука происходит точно таким же образом, и вибрации воздуха отражаются от плоских, вогнутых и выпуклых поверхностей. Именно на этом принципе волны звука, отбрасываемые от различных поверхностей (например, твердых скал), производят эффект эха. Звуки достигают уха последовательно, те, что отражены ближе к уху, — первыми, а отражающие поверхности на наибольшем расстоянии посылают волны звука к уху после первых. У водопада Лурлей на Рейне есть эхо, которое повторяется семнадцать раз. Шепчущие галереи, в свою очередь, иллюстрируют отражение звука от непрерывных изогнутых поверхностей, точно так же, как арочный столб воды отражает от своих внутренних изогнутых поверхностей лучи света.