sekirin (sekirin) wrote,
sekirin
sekirin

Categories:

фигура Гайдингера и синие дуги

  По ассоциации с упомянутым зрительным эффектом послеизображения (
http://sekirin.livejournal.com/165164.html
) упоминаю ещё о двух зрительных эффектах.
  Первый - фигура Гайдингера - хорошо известен, см., напр.,
http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/optika/uchpos/text/g5_4_inter.html ,
http://www.sveticvet.ru/svet-i-cvet-neba/gajdingerovy-shhetki-pyatna-gajdingera/ ,
http://kvant.mccme.ru/1976/07/figura_gajdingera.htm .
В советское время можно было купить в отделе фотопринадлежностей поляризационные фильтры (обычные, выделяющие линейную поляризацию) и с комфортом наблюдать эту фигуру; сейчас для борьбы с помехами за счёт поляризационной чувствительности встроенных экспонометров в полярифильтры встраивают дополнительную фазовую пластинку, превращающую линейную поляризацию в круговую, что ограничивает
возможности наблюдения или затрудняет работу (напрашивается расположить два таких поляризатора фвзовыми пластинками друг к другу...). При отсутствии нормального поляризатора можно, как рекомендуется по второй из приведенных ссылок, рассматривать отражение в стекле под углом Брюстера
однородной светящейся поверхности (для вращения плоскости поляризации схему придётся усложнять, например, крутить одновременно источник с рассеивателем и стекло). При рассматривании за несколько секунд фигура бледнеет и исчезает, и нужно переводить взгляд в сторону или поворачивать поляризатор.
  Угловой размер фигуры - несколько градусов. Внешний вид - четыре сектора, попеременно два голубых и два жёлтых, при этом голубая пара секторов ориентирована по электрическому полю световой волны, а жёлтая - по магнитному (напоминаем, что направлением колебаний световой волны принято называть направление именно магнитного поля, и на советских поляризаторах именно оно маркировано точечками на оправе).
  Область вблизи центра малоконтрастна, и, похоже, мозг сам домысливает, что два сектора одного цвета в центре соединяются, образуя полоску типа перевязанного в центре снопа, а два остальных образуют пятна по бокам (удаётся по желанию видеть соединёнными любую пару противолежащих секторов).
  Эффект связывают с поляризующим действием хрусталика, но механизм формирования пятен именно такой формы по крайней мере мне неясен.
  Ниже - цитаты из вышеупомянутых статей.
http://ido.tsu.ru/schools/physmat/data/res/optika/uchpos/text/g5_4_inter.html
  Если рассматривать сквозь поляризатор чистое голубое небо, так, чтобы Солнце было сбоку, и при этом фильтр поворачивать, то ясно видно, что при некотором положении фильтра на небе появляется темная полоса.
  Эту полосу некоторые люди могут заметить простым глазом (по данным академика Сергея Вавилова, этой способностью обладают 25–30 % людей) как желтоватую полоску с закругленными концами. Еще слабее заметны голубоватые пятнышки по краям от ее центра. Если плоскость поляризации света поворачивается, то поворачивается и желтая полоска. Она всегда перпендикулярна к направлению световых колебаний. Это так называемая фигура Гайдингера (или щетка Гайдингера), она открыта немецким физиком Гайдингером в 1845 г. Размеры ее весьма значительны, в 8 раз больше диаметра полной Луны, но яркость и контрастность очень малы.
  Желтая часть фигуры Гайдингера направлена к Солнцу. Это показывает, что колебания вектора напряженности рассеянного света происходят перпендикулярно к плоскости, проходящей через Солнце, молекулу воздуха и глаз.
  При определенном навыке и после долгих тренировок многим удается видеть фигуру Гайдингера и без поляризатора, невооруженным глазом. Свыше столетия назад Л.Н. Толстой очень точно описал это явление, определяемое поляризацией света неба и особенностями зрения, о которых не только тогда, но и теперь знает лишь узкий круг специалистов. В 1855 г. в своей повести "Юность", по-видимому, совершенно не подозревая физического смысла явления, он очень четко описал желтое поляризационное пятнышко на фоне неба: "Иногда, оставшись один в гостиной, когда Любочка играет какую-нибудь старинную музыку, я невольно оставляю книгу и вглядываюсь в растворенную дверь балкона,
в кудрявые висячие ветви высоких берез, на которых уже заходит вечерняя тень, и в чистое небо, на котором, как смотришь пристально, вдруг показывается как будто пыльное, желтоватое пятнышко и снова исчезает...".
-----
http://www.sveticvet.ru/svet-i-cvet-neba/gajdingerovy-shhetki-pyatna-gajdingera/
  Начать следует с полностью поляризованного света, изучая отражение неба в поверхности стекла под углом поляризации. После того как в течение минуты или двух будет наблюдаться однородное голубое небо, начнет появляться "мраморный" эффект. В направлении, куда направлен взгляд, он вскоре сменится замечательным рисунком, известным под названием щеток Гайдингера. Это — желтоватая щетка с маленькими синими облачками по обе стороны. Желтая щетка располагается в плоскости падения света, отраженного от стекла, другими словами, желтая щетка всегда перпендикулярна к направлению световых колебаний.
  Рисунок исчезает через несколько секунд, но если вы фиксируете взгляд на близкой к нему точке поверхности стекла, вы увидите этот рисунок снова.
  Рисунок различить нелегко, по-видимому, задача состоит в том, чтобы научиться выделять этот слабый контраст на не вполне однородном фоне. Нужно практиковаться по нескольку раз в день, каждый раз по несколько минут. Через день или два щетки Гайдингера будут хорошо различаться при взгляде на безоблачное небо, хотя свет неба поляризован лишь частично.
-----
  Другой эффект малоизвестен, хотя его видел, видимо, каждый. Более того, я, неоднократно видя его, думал: вот, какая-то нестационарность, ничего интересного, надо подождать, пока она исчезнет - и лишь прочитав единственное попавшееся мне упоминание об этом эффекте (в журнале "В мире науки" - переводе "Scientific American" - примерно во второй половине 1980-х гг.), упрекнул себя - как же я не обратил внимания, что она всегда одинакова.
  Наблюдение: обеспечмваем возможность создать темноту, зажигаем маленькую неоновую лампочку или красный светодиод и гасим свет. Вначале видны мельтешащие светлые пятна, на их фоне проступает яркая точка светодиода. Примерно через десять секунд нерегулярные пятна бледнеют и исчезают, и выделяется яркая фигура из узких синих дуг с центром на светодиоде. Примерно через минуту она тоже бледнеет и исчезает.
  Угловой размер фигуры - ~10 градусов по вертикали и ~20 по горизонтали; внешний вид - как сплющенная в вертикальном направлении буква "с" справа и её зеркальное отражение слева, касающиеся друг друга своими серединами; при продвижении к концам дуг яркость плавно спадает. При движениях глаз отдельные дуги кратковременно становятся ярче.
  Объяснения, по крайней мере на момент написания статьи в Scientific American, не имелось, ясно лишь, что эффект не чисто оптический, а связанный со зрительным нервом или мозгом (дуги синие, тогда как синее излучение отсутствует).
Дополнение (4,10) - собственное наблюдение: если источник света имеет вид щели, дуги не смазываются, а оказываются центрированы в точке источника, на которую направлен взгляд.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments