Занимательная физика. Книга 1

В этих наблюдениях все верно, кроме утверждения, будто белый кружок кажется больше равного черного всегда на одну и ту же долю. Прибавка зависит от расстояния, с какого кружки́ рассматриваются. Сейчас станет понятно, почему это так.

Отодвиньте рис. 144 от глаз подальше, – иллюзия станет еще сильнее, еще поразительнее. Объясняется это тем, что ширина добавочной каймы всегда остается одинаковой, и если на близком расстоянии она увеличивала поперечник светлого участка всего на ¹/₁₀, то на далеком расстоянии, когда изображение уменьшится, та же добавка будет составлять уже не ¹/₁₀, а ¹/₃ или ½ его поперечника.

Той же особенностью нашего глаза объясняется странное свойство рис. 145. Рассматривая его вблизи, вы видите множество белых кружков на черном поле. Но отодвиньте книгу подальше и взгляните на рисунок с расстояния 2–3 аршин – фигура заметно изменит свой вид: вы вполне отчетливо увидите на ней вместо кружков белые шестиугольники.

Рис. 145. Издали кружки́ кажутся шестиугольниками.

Какая буква чернее?

Рис. 146 дает возможность познакомиться с другим несовершенством нашего глаза – «астигматизмом». Из четырех букв этой английской надписи вам не все кажутся одинаково черными; заметьте, какая из них всего чернее, и затем поверните рисунок боком. Произойдет неожиданная метаморфоза: самая черная буква станет серой, и чернее всех прочих будет казаться уже другая буква.

На самом же деле все четыре буквы одинаково черны; они только различным образом заштрихованы: Е – вертикально, А – горизонтально, R и D – косо. Если бы наш глаз был так же совершенно устроен, как дорогие стеклянные объективы, – то направление штрихов не отразилось бы на черноте букв. Но глаз наш по различным направлениям имеет не вполне одинаковые радиусы кривизны, а потому не может сразу одинаково отчетливо видеть и вертикальные, и горизонтальные, и косые линии.

Рис. 146. Какая из этих букв чернее остальных?

Редко у кого глаза совершенно свободны от этого недостатка, а у некоторых людей астигматизм достигает такой сильной степени, что серьёзно мешает зрению; таким лицам приходится употреблять специальные очки.

Рис. 147 также пригоден для обнаружения астигматизма: если всматриваться в него, не изменяя положения головы, то не все секторы кажутся одинаково черными; при повороте круга на 90° черные секторы сереют, а прежние серые становятся густо-черными.

Рис. 147. Черные и серые секторы.

У нашего глаза есть и другие органические недостатки, которых оптики умеют избегать при изготовлении приборов. Знаменитый Гельмгольц выразился по поводу этих недостатков так:

«Если бы какой-нибудь оптик вздумал продать мне инструмент, обладающий такими недостатками, я счел бы себя вправе самым резким образом выразиться о небрежности его работы и возвратить ему его прибор с протестом».

Кроме этих иллюзий, которые обусловлены известными недостатками строения, глаз наш подвержен целому ряду других обманов, имеющих иное объяснение.

Живые портреты

Многим, вероятно, случалось замечать, что портреты иногда словно следят за зрителем, поворачивая глаза в ту сторону, куда он переходит. Эта любопытная особенность «живых портретов» кажется загадочной и даже пугает нервных людей. А между тем, это не что иное, как опять-таки иллюзия зрения. Дело объясняется здесь тем, что зрачки таких портретов нарисованы посередине глаз, – то есть в положении, в каком они бывают только у человека, смотрящего прямо на вас. Когда вы отходите в сторону, зрачки, конечно, не меняют своего положения: они остаются в центре глаз; а так как все лицо вы продолжаете видеть в прежнем положении, то вам и кажется, что портрет, следя за вами, повернул голову.

Стрелок, изображенный на рис. 148, целится прямо в вас. Вы можете отходить от него насколько угодно вправо или влево – он повернет револьвер в вашу сторону. Здесь та же иллюзия зрения: откуда бы вы ни смотрели – дуло револьвера закрывает собой его ствол, а это возможно лишь тогда, когда оружие направлено прямо вам в лицо. Оттого-то вам и кажется, что стрелок неизменно держит вас под дулом своего револьвера.

Рис. 148. Куда бы вы ни встали, – стрелок целится прямо в вас.

Загадочный крест

На рис. 149 вы видите налево выпуклый крест, направо – такой же крест, но вдавленный. Теперь переверните книгу «вверх ногами». Происходит метаморфоза: выпуклый крест превращается во вдавленный, и наоборот… Всмотревшись в рисунок, вы увидите, что и выпуклый и вдавленный кресты изображены совершенно одинаково, но один рисунок перевернут по отношению к другому.

Этот курьезный оптический обман объясняется тем, что мы привыкли видеть предметы освещенными сверху. Оба креста мы тоже считаем освещенными сверху, и соответственно этому истолковываем тени. Перевертывая рисунок, мы как бы меняем расположение теней относительно воображаемого источника света, – отсюда и превращение выпуклого креста во вдавленный.

Рис. 149. Выпуклый и вдавленный кресты.