Юный техник, 2002 № 05

Любой световой луч, упавший на поверхность воды под любым углом, хотя бы частично от нее отражается. Но есть такой угол, при котором свет, выходящий из воды, полностью отражается от ее поверхности. В этих случаях поверхность воды нам кажется зеркальной. Явление называется полным внутренним отражением.

Опустите в сосуд с водой пустую пробирку и, глядя на нее сверху, наклоняйте в сторону. Поверхность пробирки остается блестящей, как серебро, до тех пор. пока угол между направлением наблюдения и нормалью к поверхности пробирки не станет меньше, чем предельный угол полного внутреннего отражения.

Удивительное дело — прозрачный воздух в прозрачной воде порою не позволяет нам видеть находящиеся в ней предметы. Он отклоняет идущий от них свет, и они делаются невидимыми. Налейте в пробирку немного воды, и часть пробирки с водой станет прозрачной. А оставшаяся часть по-прежнему будет блестеть, как серебро. Поместите в пробирку соломинку. Вы увидите ее нижний конец в той части пробирки, где есть вода. Там же, где находится воздух, карандаш не виден (рис. 3).

Однажды мы уже говорили, что закопченная пластина при погружении в воду как бы становится зеркальной. Физика явления в том, что вода не смачивает сажу. Покрытая сажей пластина отделена от воды слоем воздуха. На границе раздела вода — воздух свет испытывает полное внутреннее отражение, поэтому мы и не видим слоя сажи, а пластина превращается в зеркало.

Сделайте из алюминиевой фольги шарик сантиметра полтора диаметром. Приладьте к нему шесть лапок и нитку. Вышел паук. Закоптите его на свечке толстым слоем сажи и опустите в воду. Получится преотличный «паук-серебрянка».

А теперь опыты с зеркалами. Их умели делать еще в Древнем Египте из полированных пластин бронзы или золота. В наше время зеркала стали дешевле, но оснастить ими целый класс нелегко. Воспользуйтесь идущими на выброс обрезками зеркал стекольной мастерской. Их нарезают в виде прямоугольников и приклеивают клеем «Момент» к брусочкам.

Сначала разберемся в свойствах зеркального изображения.

Изображения в зеркале мы называем мнимыми потому, что за зеркалом ничего нет. В противовес этому камера-обскура дает на стенке действительное изображение. Наведите на стенку ваше зеркальце. Ничего кроме «зайчика» на ней не будет.

Взгляните на отражение текста. Прочесть его нелегко. Попробуйте написать хоть одну букву, глядя только через зеркало, но так, чтобы она там, в зазеркалье, выглядела понятным для нас знаком. Получится не у каждого и не сразу.

Однако некоторые люди могут одновременно писать двумя руками. Причем левая рука пишет буквы зеркально. Леонардо да Винчи так делал все свои записи. Такие люди встречаются примерно один на тысячу и, как правило, отличаются оригинальным стилем мышления. Поищите их вокруг себя.

Рассмотрите себя в плоском зеркале, которое вам доходит только до пояса. Это можно делать, глядя на свое отражение в стеклах двери вагона метро. Как ни удивительно, но, приблизив голову, можно увидеть свои ноги.

Поставьте два зеркала под тупым углом и поместите перед ними предмет. Вы увидите два мнимых изображения этого предмета. Поставив зеркала под прямым углом, увидите уже три изображения.

Располагая их под острым углом и уменьшая его, можно увидеть, что число изображений растет. Логически рассуждая, их должно стать бесконечно много.

Не хотите ли заглянуть в бесконечность?

Поставьте зеркала параллельно друг другу, поместите между ними свечу, и увидите таинственный, бесконечный, уходящий куда-то в небытие ряд. В действительности число изображений и размеры кажущегося пространства здесь конечны. С каждым новым отражением остается 97 % от предыдущего света. Возведите 0,97 в степень 50 и получите, что после пятидесяти отражений осталось 22 %. После 300 отражений останется лишь 0,0001 часть света. Это тот предел, когда свечи перестанут быть видны. Умножьте расстояние между зеркалами на триста — вот вам и длина наблюдаемой бесконечности. Добавим к этому, что бытовые зеркала недостаточно плоски. Они искривляют изображение, и эта искривленность возводится в степень. И еще добавим неизбежное колыхание теплого воздуха над свечой. Возводится в степень и оно.

Параллельными зеркалами пользовались для гадания. В них видели загадочные картины и фигуры. И через них толковали будущее. Но такие явления обязательно должны возникать по чисто физическим причинам. Поэтому не верьте гадалкам. А верьте науке — и прежде всего физике. Будущее она не предсказывает, а создает. Все, что вас окружает дома и на улице — тепло, компьютеры, электрический свет, — все это сделала она, физика!

Рис. 4

Г.ТУРКИНА

Рисунки А.Ильина

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Принципы радиопередачи

Чтобы съесть яблоко, необязательно знать, как выглядит дерево, на котором оно растет. Вот так же и радиоприемник. Его можно слушать, не зная, как он работает. Что касается ботаники, тут мы объясняться не станем. Радио — иное дело.

В Москве по современному дорогому и хорошему по качеству звука приемнику можно слушать только Москву. (Станции Америки и Европы, например «Голос Америки» и «Свобода», ретранслируются станциями из ближнего Подмосковья.) А между тем по старенькому «Океану», «Спидоле» или по допотопно-ламповому «Фестивалю» можно слушать Париж, Лондон, всю Скандинавию — целый мир. Куда же завел нас прогресс? А вот еще вопросы.

Почему телевидение передается не на СВ и КВ, легко пересекающих океаны, а на ограниченных линией горизонта УКВ?

Почему в эфире не всем хватает места? Вспомните, какие громадные деньги платят телеканалы за частоту!

Ведь казалось бы, частота радиосигнала нечто придуманное человеком от большого ума. Частот должно быть не меньше, чем точек на линии. Тогда каждому жителю Земли можно было выделить свой телеканал. Мало того, можно было бы ловить передачи с Марса, из других галактик…

Но все эти «здравые» рассуждения разбиваются о единственный факт. Передать на какой-то одной частоте ничего нельзя. Точнее, можно, но лишь при условии, что для этого отведена вечность. Для любой передачи нужен целый набор частот.