Занимательная физика. Книга 1

Теперь мы можем путь ABC заменить равным ему путем CBF (так как AB = FB), а путь ADC – путем CDF. Сравнивая же между собой длины CBF и CDF, мы видим что линия CBF как прямая короче ломаной CDF, проведенной между её концами. Значит, и ломаная ABC короче ADC, – что и требовалось доказать.

Это доказательство сохраняет силу при всяком положении точки D, – и, значит, свет действительно избирает самый короткий путь из всех возможных между источником, зеркалом и глазом[27].

Полет вороны

Уменье находить кратчайший путь в случаях, подобных сейчас рассмотренному, может пригодиться для решения некоторых головоломок. Вот пример одной из таких задач.

На ветке дерева сидит ворона. Внизу на дворе рассыпаны зерна. Ворона спускается с ветки, схватывает зерно и садится на забор. Спрашивается, где должна она схватить зерно, чтобы путь ее был кратчайшим (рис. 108).

Рис. 108. Задача о вороне. Найти кратчайший путь до забора.

Рис. 109. Решение задачи о вороне.

Задача эта совершенно сходна с той, которую мы только что рассмотрели. Нетрудно поэтому дать правильный ответ: ворона должна подражать лучу света, т. е. лететь так, чтобы угол 1 был равен углу 2 (рис. 109). Мы уже видели, что в таком случае путь оказывается кратчайшим.

Как наши деды воспевали калейдоскоп

Изящная игрушка, известная под именем калейдоскопа, теперь уже выходит из моды, и мы не можем себе представить, как увлекались ею наши деды. Калейдоскоп воспевали и в прозе и в стихах. Снаряд этот изобретен был в Англии в 1816 году и через год-полтора уже проник в Россию, где был встречен с восхищением. Известный баснописец А. Измайлов в своем журнале «Благонамеренный» (июнь 1818 г.) писал о калейдоскопе в следующих выражениях:

«Прочитав объявления о калейдоскопе, достаю сие чудесное орудие –

Смотрю – и что ж в моих глазах?В фигурах разных и звездахСапфиры, яхонты, топазы,И изумруды, и алмазы,И аметисты, и жемчуг,И перламутр – все вижу вдруг!Лишь сделаю рукой движенье –И новое в глазах явленье!

Не только в стихах, но и в прозе невозможно описать того, что видишь в калейдоскопе. Фигуры переменяются при каждом движении руки, и одна на другую не походят. Какие прелестные узоры! Ах, если бы можно было вышивать по их канве! Но где взять таких ярких шелков? Вот самое приятное занятие от безделья и от скуки! Гораздо лучше смотреть в калейдоскоп, нежели раскладывать гранд-пасьянс. По калейдоскопу можно загадывать, как по картам.

Утверждают, будто калейдоскоп известен был еще в XVII столетии. Ныне недавно он возобновлен и усовершенствован в Англии, оттуда месяца два назад перешел во Францию.

Один из тамошних богачей заказал себе калейдоскоп в 20 000 франков. Вместо разноцветных стеклышек и бус велел он положить жемчуг и драгоценные каменья».

Рис. 110. Как устроен калейдоскоп.

Рис. 111. Отражения в калейдоскопе.

Далее следует французский анекдот о калейдоскопе и, наконец, такое меланхолическое заключение:

«Известный своими превосходными оптическими инструментами Императорский Физико-Механик Роспини делает и продает калейдоскопы по 20 р. Без сомнения, гораздо более найдется на них охотников, нежели на физические и химические лекции, от которых – к сожалению и к удивлению – благонамеренный господин Роспини не получил никакой себе выгоды».

Дворцы иллюзий и миражей

На всемирной Парижской выставке 1900-го года большим успехом в публике пользовался так называемый «Дворец иллюзий». Он представлял собой, в сущности, как бы огромный, но неподвижный калейдоскоп – настолько огромный, что внутри него могли поместиться сотни зрителей. Вообразите себе шестиугольную залу, каждая стена которой представляет собой огромное зеркало идеальной полировки. В углах, вдоль боковых ребер этой зеркальной призмы, устроены были архитектурные украшения в виде колонн и карнизов, сливающихся с лепкой потолка. Зритель, помещенный внутри такой залы, видел себя затерянным в необозримой толпе людей, в бесконечной анфиладе зал и колонн; они окружали его со всех сторон и простирались вдаль, насколько мог проникнуть глаз.

Рис. 112. Детали «Дворца миражей» (в левом углу – модель бабочки).

Причина этого эффекта ясна всякому, знакомому с законами отражения света: ведь тут имеются три пары параллельных зеркал и десять пар зеркал, поставленных под углом – неудивительно, что они дают бесчисленное множество отражений. Рис. 113 поясняет сказанное.

Рис. 113. Схема отражений в шестигранном зале «Дворца иллюзий».