В одном из изданий «Занимательной физики» Я.И.Перельмана сообщается о модели воздушного миража, получаемого на листе железа, подогреваемом снизу газовой горелкой. При помощи включенного электрического утюга полный мираж получить не удастся, но зато видны основные его элементы.
Если посмотреть на окружающие предметы вдоль поверхности утюга, то видно, как дрожат и изгибаются их формы. Круглый предмет, например циферблат часов, становится более острым книзу.
В той же книге В.В.Майра есть подробное описание получения моделей миража в воздухе и в бруске оргстекла. Начнем с миража воздушного. Он создается в металлической кювете сечением 40x60 мм и длиной не менее метра. Ее боковая стенка разогревается при помощи кюветы с водой. Все это может быть спаяно из жести как единое устройство (рис. 3).
Внутренняя сторона боковой стенки кюветы для воздуха не должна отражать свет. Для этого ее равномерно покрывают слоем чистого речного песка, приклеив его клеем БФ-2. Мираж наблюдается на нагреваемой кипятком боковой стенке.
Конечно, это не тот мираж, с которым сталкивались войска Бонапарта, но не стоит огорчаться. Мираж на боковой стенке столь же настоящий! Такие миражи случаются в городе на сильно прогретых стенах домов. Будьте внимательны, и вы обязательно их увидите.
Мираж в бруске оргстекла сечением 40x60 мм и длиною 100–150 мм также получается, если нагреть его боковую стенку при помощи металлической кюветы с горячей водой. Торцы бруска должны быть прозрачными, остальные грани матовыми.
Почему мы так подробно остановились на моделировании миражей? Прежде всего потому, что явление это красивое, порою загадочное, а видим мы его не часто.
Но есть и другая причина. Оптические приборы традиционного типа основаны на прямолинейном распространении света. А есть и класс оптических приборов (их называют градиентной оптикой), который основан на криволинейном распространении света в среде с меняющимся по определенному закону показателем преломления. Хотя о таких оптических приборах мало кто слышал, область их применения огромна.
Через всю территорию нашей страны тянутся мощнейшие волоконно-оптические линии связи, способные одновременно передавать тысячи (!) телевизионных каналов. Они относятся к градиентной оптике и работают на принципе миража в твердом теле.
Миллионы лазерных принтеров радуют наш глаз отличным качеством печати. Но и они были бы невозможны без градиентной оптики. Сверхмощные лазеры при своей работе разрушают оптическую систему из обычных стеклянных линз. Выход из положения — линзы газовые, представители класса приборов градиентной оптики, прирученный мираж в чистом виде.
Не исключено, что на этих принципах будут созданы и сверхмощные телескопы. Но об этом в следующий раз.
Р.ИЛЬИНСКИЙ, кандидат технических наук
ФОТОМАСТЕРСКАЯ
Трансформатор для рисунка
Чтобы сделать в масштабе копию с картинки, со схемы, необходима координатная сетка, позволяющая перенести изображение, как говорится, по клеткам. Способ этот хорош, но имеет ряд ограничений. Так, контур и детали копии нельзя наносить карандашом — впоследствии нужные линии будут стираться вместе со вспомогательной сеткой. Во-вторых, далеко не на всяком оригинале можно чертить координатную сетку. Наконец, невозможно нанести такую на объемный предмет, с которого хотят получить рисунок.
Устранить эти недостатки, сохраняя достоинства метода, позволяет приспособление, состоящее из двух накладных сеток, укрепленных на прямоугольных рамках (рис. 1).
Рис. 1
Заготовкой для рамок могут служить склеенные вместе два разносторонних чертежных треугольника, у которых удаляется сторона-гипотенуза. На поля рамки наклеиваются полосы «миллиметровки» или бумаги «в клеточку» из школьной тетрадки. По имеющейся на них разметке прочерчиваются параллельные риски с интервалом в один сантиметр. Возле внутренних краев рамки, на рисках, сверлятся маленькие отверстия. В них поочередно пропускается с натягом прочная нить, концы которой надежно крепят к рамке. Остается вписать между рисками нумерацию рядов, и можно приступать к копированию, наложив нити сетки на оригинал и чистый лист, процарапав линии на пластинке из оргстекла и заполнив канавки тушью или краской. Для работы с оригиналами разных размеров и получения вариантов масштабов копии полезно заготовить хотя бы четыре рамки: две одинаковые и две больших и меньших в 1,5–2 раза. Соотношение сторон рамок следует принять порядка 1:1,5.