Физика

Сохранился документ, показывающий роль Беляева в изготовлении различных инструментов для Камчатской экспедиции, которая отправилась из Петербурга 17 декабря 1737 г. В этом интересном документе, кроме всего прочего, говорится: «Иван Беляев – стеклянных шлифовальных дел мастер, шлифует любое оптическое стекло, а именно: очки, подзорные трубы, микроскопы… и все, что экспериментов физического профессора и метеорологических обсерваторий касается, ныне делает микроскопы, барометры и термометры для Камчатской экспедиции».

Таким образом, династия Беляевых внесла огромный вклад в развитие техники обработки и шлифования линз в России. Появление качественных линз способствовало и научному их применению в составе различных физических приборов.

Люди и тени

Как ведет себя свет при распространении в пространстве? Ответ на этот вопрос будет разным в зависимости от того, через какие среды он проходит. Например, когда свет проходит через однородное прозрачное вещество (его свойства везде одинаковы), он распространяется прямолинейно. Результатом этого является образование тени за непрозрачным предметом.

Такое свойство света было использовано людьми при измерении времени с помощью солнечных часов.

А гораздо позже, в середине XVIII в., это свойство позволило некоторым людям, желающим иметь свой портрет, не заказывая его маститым художникам, получить его в виде теневой копии. Кстати, именно из-за того, что французский министр финансов по имени Этьен Силуэт упрекал знать за чрезмерные расходы на картины и портреты, дешевые теневые картины стали называть «портреты по Силуэту», а отсюда пошло употребление слова «силуэт».

Получали эти теневые силуэты следующим образом. Человек становился между источником света и специальным полупрозрачным экраном.

Мастер поворачивал «модель» так, чтобы тень на экране давала характерный профиль. Тень обводили карандашом, затем заливали тушью, вырезали, наклеивали на белый лист – силуэт готов!

Благодаря прямолинейности распространения света наблюдается много интересных явлений – космических и земных. Например, именно из-за образования тени от Солнца на поверхности Земли мы имеем день и ночь. (То, что ночь сменяет день, связано уже с вращением Земли вокруг собственной оси.)

По тем же причинам мы видим Луну на нашем небе по-разному (в астрономии это называют фазы Луны).

Где много света, там тень гуще.

И. Гете

Подобные изменения вида можно наблюдать и у других планет, например у Венеры, только для этого нужно применять оптические приборы.

Кстати, если бы мы с вами оказались на Луне, то наверняка заметили бы, что все тени на ней более резкие, чем на Земле. Это связано с тем, что Луна не имеет атмосферы, рассеивающей свет.

Возвращаясь с небес на землю, подумаем над тем, почему тени от одного и того же предмета могут быть резкими или размытыми. Для начала вам нужно провести собственный эксперимент: в солнечный день понаблюдать тень от своей руки, например, на стене (а если это не солнечный день – возьмите настольную лампу

Если вы будете приближать или отдалять руку от экрана-стены, то увидите, как границы тени меняются – становятся более резкими, или наоборот – будто размываются.

Фазы Луны

Такой эффект объясняется определенной зависимостью расстояния между источником света и предметом (в нашем случае – рукой). Оказывается, что, когда источник находится достаточно далеко, мы его можем рассматривать просто как световую точку («точечный источник света»). На этот раз тень будет довольно резкой – ее называют полной тенью. Когда же источник света близко, и свет от отдельных его частей попадает в места, куда свет от других частей не попал, – это будет так называемая полутень. Именно она воспринимается нами как размытая граница тени.

Тени на поверхности Луны

Явления затмения Солнца и Луны тоже связаны с прямолинейным распространением света и образованием тени и полутени. Однако это разные явления. Когда происходит полное затмение Луны, это означает, что Луна оказалась в тени Земли. А когда из определенного места на поверхности Земли наблюдают солнечное затмение, это является результатом того, что Луна «перекрыла дорогу» свету от Солнца.

Затмение Солнца

Люди, которые оказались в месте полной тени Луны, которую она отбрасывает на Землю, не видят Солнца – они наблюдают полное его затмение. Те, кто оказался в районе полутени, могут наблюдать частичное затмение Солнца.

«Свет мой, зеркальце, скажи!..»

Мы все привыкли пользоваться зеркалами, но как они «работают» и вообще, что можно считать зеркалом? Давайте об этом поговорим.

Наверное, вы умеете пускать «солнечный зайчик» с помощью зеркальца. Тогда вы наверняка знаете из собственного опыта, что для того чтобы направить «зайчик» в нужное место, следует изменить угол, под которым солнечный свет падает на зеркало. Вследствие этого изменится и направление, в котором отражается свет от зеркала.