Предыдущая Следующая
Однако размер нити
накала — не единственная
причина того, почему фонарик отбрасывает полутень. Различное влияние на свет
оказывают рефлектор, расположенный позади лампочки, стеклянный колпак
фонарика, различные стыки и дефекты и т. д. И поскольку сам фонарик достаточно
сложен, мы ожидаем появления сложных картин света и тени. Но побочные свойства
фонариков не являются предметом таких экспериментов. За нашим вопросом о свете
фонарика скрывается более фундаментальный вопрос о свете вообще: существует ли,
в принципе, некий предел резкости границы (другими словами, насколько узкой
может быть полутень)? Например, если фонарик сделать из абсолютно черного
(неотражающего) материала и если использовать все уменьшающиеся нити накала,
возможно ли сужать полутень беспредельно?
Глядя на рисунок 2.3 можно подумать, что это возможно:
если бы нить накала не имела размера, не было бы полутени. Но на рисунке 2.3 я сделал некоторое допущение
относительно света, а именно, что свет распространяется только прямолинейно. Из
повседневного опыта нам известно, что это так и есть, поскольку мы не видим
волн. Но точные эксперименты показывают, что свет не всегда распространяется
прямолинейно. При некоторых обстоятельствах свет искривляется.
Это сложно продемонстрировать с помощью
фонарика, потому что сложно сделать крошечные нити накала и абсолютно черные
поверхности. Эти практические сложности скрывают те ограничения, которые
основная физика накладывает на резкость теней. К счастью, искривление света
можно также показать по-другому. Предположим, что свет фонарика проходит через
два последовательных маленьких отверстия в светонепроницаемых экранах, как
показано на рисунке
2.4, и что проходящий через эти отверстия свет падает на третий экран.
Вопрос состоит в следующем: если этот эксперимент повторять, уменьшая диаметр
отверстий и увеличивая расстояние между первым и вторым экранами, можно ли
беспредельно сужать полную тень (область абсолютной темноты) до тех пор, пока
она не превратится в прямую линию между центрами двух отверстий? Может ли
освещенная область между вторым и третьим экраном быть ограничена произвольно
узким конусом? Говоря языком ювелиров, сейчас мы спрашиваем что-то вроде того,
«насколько пластичен свет», в насколько тонкую нить можно растянуть свет? Из
золота можно получить нити толщиной в одну десятитысячную миллиметра. Предыдущая Следующая
|