В учебниках пишут заумно. А как пишут об освещении в практических
пособиях для ШКОЛЬНИКОВ? Обзор пособий, все о светильниках, освещении и свете, о методах и уходе
в серии заметок "об освещении в литературе".
Сегодня просматриваем книгу "Физика на каждом шагу" Перельман Я.И. (Издатель: ACT, Астрель , Город печати: Москва, Год печати: 2013, ISBN: 978-5-17-064875-7, 978-5-271-26970-7).
Аннотация расхваливает книгу: "Занимательные рассказы, поучительные опыты, интересные факты научат любознательного читателя замечать простейшие физические явления и понимать их природу."
Нас интересует глава про свет: "Глава шестая Свет и глаз". В виде рассказов просто и доступно небольшие истории или опыты.Читаем:
Как измерить силу света?
На двойном расстоянии свеча светит, разумеется, слабее. Но во сколько раз? В два? Нет, не в два: если вы поставите на двойном расстоянии две свечи, они не дадут прежнего освещения. Чтобы получить такое освещение, надо на двойном расстоянии поставить не две, а дважды две – четыре свечи. На тройном расстоянии придется поставить не три, а трижды три, т. е. девять свечей, и т. д. Это показывает, что на двойном расстоянии сила освещения ослабевает в 4 (2 × 2, или 22) раза, на тройном – в 9 (3 × 3, или З2) раз, на четвертном – в 4 × 4 (или 42), т. е. в 16 раз, на 5-кратном – в 5 × 5 (или 52), т. е. в 25 раз, и т. д. Таков закон ослабления света с расстоянием. Мы уже знаем, что таков же и закон ослабления звука: звуки ослабевают на 6-кратном расстоянии не в 6, а в 36 раз.
Зная этот закон, мы можем воспользоваться им, чтобы сравнить между собою яркость двух ламп, вообще двух источников света различной силы. Вы желаете, например, узнать, во сколько раз ваша керосиновая лампа светит сильнее простой свечки; другими словами, хотите определить, сколькими обыкновенными свечами нужно было бы эту лампу заменить, чтобы получить такое же освещение.
Рис. 85. Первый способ измерить силу света
Для этого вы располагаете лампу и зажженную свечу на одном конце стола, а на другом ставите отвесно (зажав, например, между страницами книги) лист белого картона. Недалеко от него, впереди, устанавливаете, также отвесно, какую-нибудь палочку, например карандаш. Он отбрасывает на картон две тени: одну – от лампы, другую – от свечи. Густота этих теней, вообще говоря, различна, потому что обе освещены: одна – яркой лампой, другая – тусклой свечой. Приближая свечу, вы можете достигнуть того, что обе тени сравняются в густоте. Это будет означать, что сейчас сила освещения лампы как раз равна силе освещения свечи. Однако лампа находится дальше от освещаемого ею картона, нежели свеча; измерьте, во сколько раз она дальше, и вы сможете определить, во сколько раз лампа ярче свечи. Если, например, лампа в 3 раза дальше от картона, чем свеча, то яркость ее в 3 × 3 (или З2), т. е. в 9 раз больше яркости свечи. Почему так – легко понять, если вспомнить закон ослабления света.
Рис. 86. Второй способ измерить силу света
Другой способ сравнить силу света двух источников состоит в том, что пользуются масляным пятном на бумаге. Такое пятно кажется светлым, если освещено сзади, и темным, если освещено спереди. Но можно расположить сравниваемые источники по обе стороны пятна на таких расстояниях, что пятно кажется освещенным с обеих сторон одинаково. Тогда остается лишь измерить расстояния источников от пятна и сделать те вычисления, которые мы предлагали в предыдущем случае.
Вниз головой
Когда Иван Иванович еще до ссоры с Иваном Никифоровичем пришел в гости к своему приятелю (мы говорим, конечно, о героях известной повести Гоголя), он стал свидетелем любопытного физического явления: «Комната, в которую вступил Иван Иванович, была совершенно темна, потому что ставни были закрыты, и солнечный луч, проходя в дыру, сделанную в ставне, принял радужный цвет и, ударяясь в противоположную стену, рисовал на ней пестрый ландшафт из очеретянных крыш, дерев и развешенного на дворе платья, – все только в обращенном виде».
Возможно, что и вам случалось наблюдать описанное явление. Во всяком случае, если в вашей квартире или в квартире вашего товарища имеется окно со ставнями на солнечную сторону, то вы легко можете превратить ее в физический прибор, который носит старинное латинское название «камера-обскура» (по-русски это означает «темная комната»). Вам понадобится только просверлить в ставне небольшое отверстие, которое, если сделать его аккуратно, не испортит ее. Закрыв в солнечный день ставни и двери комнаты, чтобы было темно, вы помещаете против отверстия, на некотором расстоянии, простыню: это ваш «экран». На нем тотчас же появится уменьшенное изображение всего того, что можно видеть из комнаты, глядя в просверленное отверстие. Дома, деревья, животные, люди появятся на экране в натуральных цветах, но в перевернутом виде: дома – вниз крышей, люди и животные – вниз головой и т. п.
Рис. 87
Что доказывает этот опыт? Что свет распространяется по прямым линиям: лучи от верхней части предмета и лучи от нижней его части перекрещиваются в отверстии и идут далее так, что первые лучи оказываются внизу, а вторые – вверху. Если бы лучи света были не прямые, а искривлялись или изламывались, получилось бы совсем иное.
Замечательно, что форма отверстия нисколько не влияет на вид изображения. Просверлите ли вы круглую дырочку или проделаете квадратное, треугольное, шестиугольное отверстия, изображение на экране получается одинаковое. Приходилось ли вам наблюдать на земле под густым деревом овальные светлые кружочки? Это не что иное, как изображения солнца, нарисованные лучами, которые проходят через разнообразные промежутки между листьями. Они кругловатые, потому что солнце круглое, и вытянутые, потому что падают на землю косо; подставьте лист бумаги под прямым углом к лучам солнца – вы получите на нем совершенно круглые пятна. А во время солнечного затмения, когда темный шар луны надвигается на солнце, заслоняя его и оставляя только яркий серп, круглые пятна под деревьями превращаются в маленькие серпы.
Тот аппарат, которым работают фотографы, есть такая же камера-обскура, но только в ее отверстие вставлено увеличительное стекло, для того чтобы изображение получилось ярче и отчетливее. В заднюю стенку вставляется в такой камере матовое стекло, на котором и получается изображение, конечно, вниз головой. Фотограф может рассматривать его, только накрывши камеру и себя темной материей, чтобы посторонний свет не мешал глазам.
Некоторое подобие такой фотографической камеры вы можете смастерить сами. Раздобудьте удлиненный закрытый ящик и просверлите в одной его стенке дырочку. Выньте стенку против просверленного отверстия и натяните вместо нее промасленную бумагу: она будет заменять матовое стекло. Поместив ящик в темную комнату и приставив его дырочкой к отверстию в ставне, вы увидите на задней стенке довольно отчетливое изображение наружного мира, опять, конечно, в перевернутом виде.
Впрочем, вы уже не нуждаетесь в темной комнате, вы можете вынести ваш «фотоаппарат» на открытое место и поставить куда угодно. Вам понадобится только покрывать свою голову темной материей, как делают фотографы.
Теневые портреты
Здесь приложен портрет Пушкина, исполненный довольно необычно: что должно быть светлым, изображено черным, а все тени, наоборот, – светлые (рис. 88).
Рис. 88. Необычайный портрет Пушкина
Рис. 89. Еще один необычайный портрет
Нельзя сказать, чтобы это было красиво; вы предпочли бы рисунок с естественным распределением света и теней. Ваше желание нетрудно исполнить.
Смотрите на портрет, устремив взгляд в какую-нибудь точку близ его середины. Считайте при этом примерно до восьмидесяти и затем быстро перенесите взгляд на белый потолок или стену: вы увидите там, правда всего на мгновение, больших размеров портрет, в котором свет и тени размещены уже вполне правильно, т. е. обратно тому, что изображено на наших портретах (рис. 88 и 89).
Причина этого интересного явления кроется в том, что оболочка, выстилающая заднюю стенку нашего глаза и принимающая изображения предметов, утомляется от действия света. Однако те участки этой оболочки, на которые приходятся темные части изображения, не утомляются (потому что черный свет есть не что иное, как отсутствие света). Когда после рассматривания нашего портрета взгляд переносится на светлую стену, то утомленные участки глазного дна, где раньше действовал свет, не воспринимают ничего, они отдыхают. Неутомленные же участки, отвечавшие черным местам портрета, хорошо воспринимают белую поверхность. Оттого-то вы и видите, пока глаз не отдохнул, прежнюю картину, но с обратным распределением черных и белых пятен.
Если у вас есть цветные карандаши или краски, вы можете сделать опыт еще интереснее. Нарисуйте какую-нибудь фигурку, например, синего цвета. Рассматривая ее, как в предыдущем случае, и затем быстро перенося взгляд на потолок, вы увидите на нем ту же фигуру, но уже не синего, а желтого цвета. Вообще это изображение будет окрашено в цвет, «дополнительный» к цвету вашего рисунка.
Жаль, что нашему вопросу о свете и освещении только один рассказик, но очень поучительный для детей. А два других в общем об ощущении и восприятии света, изображений и цвета. От себя замечу, что просто прочитать такое мало. Надо проводить опыты вместе с детьми.
Еще про освещение в литературе можно почитать:
Сегодня просматриваем книгу "Физика на каждом шагу" Перельман Я.И. (Издатель: ACT, Астрель , Город печати: Москва, Год печати: 2013, ISBN: 978-5-17-064875-7, 978-5-271-26970-7).
Нас интересует глава про свет: "Глава шестая Свет и глаз". В виде рассказов просто и доступно небольшие истории или опыты.Читаем:
Как измерить силу света?
На двойном расстоянии свеча светит, разумеется, слабее. Но во сколько раз? В два? Нет, не в два: если вы поставите на двойном расстоянии две свечи, они не дадут прежнего освещения. Чтобы получить такое освещение, надо на двойном расстоянии поставить не две, а дважды две – четыре свечи. На тройном расстоянии придется поставить не три, а трижды три, т. е. девять свечей, и т. д. Это показывает, что на двойном расстоянии сила освещения ослабевает в 4 (2 × 2, или 22) раза, на тройном – в 9 (3 × 3, или З2) раз, на четвертном – в 4 × 4 (или 42), т. е. в 16 раз, на 5-кратном – в 5 × 5 (или 52), т. е. в 25 раз, и т. д. Таков закон ослабления света с расстоянием. Мы уже знаем, что таков же и закон ослабления звука: звуки ослабевают на 6-кратном расстоянии не в 6, а в 36 раз.
Зная этот закон, мы можем воспользоваться им, чтобы сравнить между собою яркость двух ламп, вообще двух источников света различной силы. Вы желаете, например, узнать, во сколько раз ваша керосиновая лампа светит сильнее простой свечки; другими словами, хотите определить, сколькими обыкновенными свечами нужно было бы эту лампу заменить, чтобы получить такое же освещение.
Рис. 85. Первый способ измерить силу света
Для этого вы располагаете лампу и зажженную свечу на одном конце стола, а на другом ставите отвесно (зажав, например, между страницами книги) лист белого картона. Недалеко от него, впереди, устанавливаете, также отвесно, какую-нибудь палочку, например карандаш. Он отбрасывает на картон две тени: одну – от лампы, другую – от свечи. Густота этих теней, вообще говоря, различна, потому что обе освещены: одна – яркой лампой, другая – тусклой свечой. Приближая свечу, вы можете достигнуть того, что обе тени сравняются в густоте. Это будет означать, что сейчас сила освещения лампы как раз равна силе освещения свечи. Однако лампа находится дальше от освещаемого ею картона, нежели свеча; измерьте, во сколько раз она дальше, и вы сможете определить, во сколько раз лампа ярче свечи. Если, например, лампа в 3 раза дальше от картона, чем свеча, то яркость ее в 3 × 3 (или З2), т. е. в 9 раз больше яркости свечи. Почему так – легко понять, если вспомнить закон ослабления света.
Рис. 86. Второй способ измерить силу света
Другой способ сравнить силу света двух источников состоит в том, что пользуются масляным пятном на бумаге. Такое пятно кажется светлым, если освещено сзади, и темным, если освещено спереди. Но можно расположить сравниваемые источники по обе стороны пятна на таких расстояниях, что пятно кажется освещенным с обеих сторон одинаково. Тогда остается лишь измерить расстояния источников от пятна и сделать те вычисления, которые мы предлагали в предыдущем случае.
Вниз головой
Когда Иван Иванович еще до ссоры с Иваном Никифоровичем пришел в гости к своему приятелю (мы говорим, конечно, о героях известной повести Гоголя), он стал свидетелем любопытного физического явления: «Комната, в которую вступил Иван Иванович, была совершенно темна, потому что ставни были закрыты, и солнечный луч, проходя в дыру, сделанную в ставне, принял радужный цвет и, ударяясь в противоположную стену, рисовал на ней пестрый ландшафт из очеретянных крыш, дерев и развешенного на дворе платья, – все только в обращенном виде».
Возможно, что и вам случалось наблюдать описанное явление. Во всяком случае, если в вашей квартире или в квартире вашего товарища имеется окно со ставнями на солнечную сторону, то вы легко можете превратить ее в физический прибор, который носит старинное латинское название «камера-обскура» (по-русски это означает «темная комната»). Вам понадобится только просверлить в ставне небольшое отверстие, которое, если сделать его аккуратно, не испортит ее. Закрыв в солнечный день ставни и двери комнаты, чтобы было темно, вы помещаете против отверстия, на некотором расстоянии, простыню: это ваш «экран». На нем тотчас же появится уменьшенное изображение всего того, что можно видеть из комнаты, глядя в просверленное отверстие. Дома, деревья, животные, люди появятся на экране в натуральных цветах, но в перевернутом виде: дома – вниз крышей, люди и животные – вниз головой и т. п.
Рис. 87
Что доказывает этот опыт? Что свет распространяется по прямым линиям: лучи от верхней части предмета и лучи от нижней его части перекрещиваются в отверстии и идут далее так, что первые лучи оказываются внизу, а вторые – вверху. Если бы лучи света были не прямые, а искривлялись или изламывались, получилось бы совсем иное.
Замечательно, что форма отверстия нисколько не влияет на вид изображения. Просверлите ли вы круглую дырочку или проделаете квадратное, треугольное, шестиугольное отверстия, изображение на экране получается одинаковое. Приходилось ли вам наблюдать на земле под густым деревом овальные светлые кружочки? Это не что иное, как изображения солнца, нарисованные лучами, которые проходят через разнообразные промежутки между листьями. Они кругловатые, потому что солнце круглое, и вытянутые, потому что падают на землю косо; подставьте лист бумаги под прямым углом к лучам солнца – вы получите на нем совершенно круглые пятна. А во время солнечного затмения, когда темный шар луны надвигается на солнце, заслоняя его и оставляя только яркий серп, круглые пятна под деревьями превращаются в маленькие серпы.
Тот аппарат, которым работают фотографы, есть такая же камера-обскура, но только в ее отверстие вставлено увеличительное стекло, для того чтобы изображение получилось ярче и отчетливее. В заднюю стенку вставляется в такой камере матовое стекло, на котором и получается изображение, конечно, вниз головой. Фотограф может рассматривать его, только накрывши камеру и себя темной материей, чтобы посторонний свет не мешал глазам.
Некоторое подобие такой фотографической камеры вы можете смастерить сами. Раздобудьте удлиненный закрытый ящик и просверлите в одной его стенке дырочку. Выньте стенку против просверленного отверстия и натяните вместо нее промасленную бумагу: она будет заменять матовое стекло. Поместив ящик в темную комнату и приставив его дырочкой к отверстию в ставне, вы увидите на задней стенке довольно отчетливое изображение наружного мира, опять, конечно, в перевернутом виде.
Впрочем, вы уже не нуждаетесь в темной комнате, вы можете вынести ваш «фотоаппарат» на открытое место и поставить куда угодно. Вам понадобится только покрывать свою голову темной материей, как делают фотографы.
Теневые портреты
Здесь приложен портрет Пушкина, исполненный довольно необычно: что должно быть светлым, изображено черным, а все тени, наоборот, – светлые (рис. 88).
Рис. 88. Необычайный портрет Пушкина
Рис. 89. Еще один необычайный портрет
Нельзя сказать, чтобы это было красиво; вы предпочли бы рисунок с естественным распределением света и теней. Ваше желание нетрудно исполнить.
Смотрите на портрет, устремив взгляд в какую-нибудь точку близ его середины. Считайте при этом примерно до восьмидесяти и затем быстро перенесите взгляд на белый потолок или стену: вы увидите там, правда всего на мгновение, больших размеров портрет, в котором свет и тени размещены уже вполне правильно, т. е. обратно тому, что изображено на наших портретах (рис. 88 и 89).
Причина этого интересного явления кроется в том, что оболочка, выстилающая заднюю стенку нашего глаза и принимающая изображения предметов, утомляется от действия света. Однако те участки этой оболочки, на которые приходятся темные части изображения, не утомляются (потому что черный свет есть не что иное, как отсутствие света). Когда после рассматривания нашего портрета взгляд переносится на светлую стену, то утомленные участки глазного дна, где раньше действовал свет, не воспринимают ничего, они отдыхают. Неутомленные же участки, отвечавшие черным местам портрета, хорошо воспринимают белую поверхность. Оттого-то вы и видите, пока глаз не отдохнул, прежнюю картину, но с обратным распределением черных и белых пятен.
Если у вас есть цветные карандаши или краски, вы можете сделать опыт еще интереснее. Нарисуйте какую-нибудь фигурку, например, синего цвета. Рассматривая ее, как в предыдущем случае, и затем быстро перенося взгляд на потолок, вы увидите на нем ту же фигуру, но уже не синего, а желтого цвета. Вообще это изображение будет окрашено в цвет, «дополнительный» к цвету вашего рисунка.
Жаль, что нашему вопросу о свете и освещении только один рассказик, но очень поучительный для детей. А два других в общем об ощущении и восприятии света, изображений и цвета. От себя замечу, что просто прочитать такое мало. Надо проводить опыты вместе с детьми.
Еще про освещение в литературе можно почитать:
5. ОБ ОСВЕЩЕНИИ В ЛИТЕРАТУРЕ. "Современный квартирный сантехник, строитель и электрик" Кашкаров А.П.