Для опыта нам потребуются: очки дальнозоркого человека, очки близорукого человека.
Звездное небо прекрасно! Между тем большинство городских жителей видят звезды очень редко и, наверное, поэтому не знают их. Есть такое понятие – «световое загрязнение атмосферы». В городах оно очень сильное, слабые звездочки проблескивают через сияние огней… Но тем не менее, когда горожане попадают в деревню, в лес, на природу, они восхищаются звездами. Особенно яркие звезды в тропиках, кажутся просто висящими фонарями.
А люди с древности интересовались звездами, придумывали в небе разные фигурки и мифы про звездных жителей. Звезды помогали найти путь в морях и океанах, в пустынях и лесах.
Чтобы разглядеть небо лучше, придумали телескоп. Сейчас телескоп (если есть деньги) можно купить в магазине. Однако раньше это себе позволить было нельзя. Не было таких магазинов! И ученые, такие знаменитые, как Галилео Галилей, Ньютон, Тихо Браге и много других, сами изготавливали себе телескопы из стеклянных линз. Первые телескопы были ужасно примитивными, очень простыми и, на наш современный взгляд, даже смешными. Ну посудите сами, одна из линз висела на длинной веревке или прикреплялась к шесту, а с другой ученый бегал по земле так, чтобы на несколько секунд уловить изображение планеты или звезды! Но такие телескопы позволили открыть кольца Сатурна, пятна и полярные шапки Марса, обнаружить атмосферу на Венере – и все это с Земли! Скажем, когда Михаил Ломоносов на короткое мгновение увидел, что Венера, «утренняя звезда», проходя на фоне Солнца, на секунду озарилась «сиянием», сделал правильный вывод – это светится атмосфера вокруг планеты!
Мы можем сделать простой опыт – сделать из подручных средств самый простой телескоп прямо дома, в квартире.
Для этого нам понадобятся очки – одни от близорукого человека, другие – от дальнозоркого. Обычно у пожилых людей развивается дальнозоркость, так что эти очки надо выпросить у бабушки или дедушки. А «близорукие» очки часто носят молодые люди или люди среднего возраста. Скорее всего это мама, папа, старший брат или сестра.
Давайте посмотрим, как идут лучи в простейшем телескопе.
Лучи от предмета обычно идут прямо, параллельными линиями. Они наталкиваются на линзу и поворачивают. Почему они поворачивают, я еще поясню позже – пока просто поверьте. Лучи собираются в точку, если поверхность линзы правильно выточена, имеет нужную форму (см. рисунок).
Это собирающая линза, та, которая бывает в «близоруких» очках. А если сделать линзу другой формы? Получится, что лучи будут рассеиваться.
А теперь что будет, если мы перед глазом поставим рассеивающую линзу, а потом собирающую? На рисунке я постарался пояснить, что произойдет.
Наш глаз находится справа и смотрит без всяких линз. Лучи света от предмета (маяк) идут прямо, и мы видим ровно такую же высоту, какая есть «на самом деле». Понятно, что опыт и бинокулярное зрение (то, что у нас два глаза) подсказывают нам, какой высоты и на каком расстоянии находится этот маяк. Затруднений нет.
А теперь поставим линзы – одна соберет лучи «в кучку», а вторая рассеет. Но мы подберем расстояние между ними и их форму так, чтобы при рассеивании в конце концов лучи шли опять параллельно друг другу и прямо. И окажется, что маяк для создания «такого же» изображения должен быть как бы существенно выше! И глазу кажется (и мозгу вместе с ним), что башня выше, чем она «на самом деле».
А теперь уже опыт!
Берем и надеваем очки для близоруких, с рассеивающей линзой. Видно плохо, в тумане (если только у вас нет близорукости). Если близорукость есть, наденьте собственные очки, ничего страшного. Физика не подведет. Теперь возьмите в руку очки для дальнозорких и посмотрите через них, держа их на вытянутой руке. Вы увидите, что предметы кажутся больше! Я сделал фотографию, надев «близорукие» очки прямо на фотоаппарат. Видно, что картинка на стене кажется увеличенной почти в два раза! Она немного нерезкая, но это потому, что телескоп у нас уж больно примитивный. Зато мы теперь понимаем устройство простейшего телескопа! Чтобы картинка стала резкой, надо менять расстояние между линзами и подобрать такое, когда изображение будет в фокусе. Для этого у всех подзорных труб и телескопов есть возможность изменять такое расстояние – винтами, втулками и так далее.
Чтобы сделать это фото, я надел одни очки прямо на фотоаппарат, а через вторые фотографировал. Видно, что висящая на стене картина через стекло вторых очков видна почти в два раза большей. Это модель простейшего телескопа.
Осталось еще понять, почему же поворачивает свет в стекле? Об этом в следующей главе.
