Меню

Свет иллюзия стекло зеркало



Статья по теме «Зеркальные иллюзии в жизни современного человека.»

Когда люди впервые изготовили зеркало, они даже не подозревали, что создали одну из самых мистических вещей на свете. Зеркальные иллюзии поражают воображение, привносят нечто мистическое. Буквально слово «иллюзия» означает «заблуждение». Однако, несмотря на то, что зеркальное отражение получило научное обоснование, зеркало до сих пор остаётся в понимании человека таинственным предметом.
Обоснование темы:

Зеркало – обычный предмет интерьера, который выполняет вполне практичную функцию. Нас заинтересовали зеркальные иллюзии и их применение в современном мире, поэтому и была выбрана тема исследования: «Зеркальные иллюзии в жизни современного человека»
Заинтересовавшись зеркалами и их особенностью отражать мир, мы, прежде всего, задумались над вопросами:

В чем же заключается секрет зеркальных иллюзий и почему зеркало, не смотря на научное обоснование отражения, по сей день считается предметом, вокруг которого много тайн, суеверий и мистических историй?

Скачать:

Вложение Размер
zerkalnye_illyuzii_v_zhizni_sovremennogo_cheloveka.docx 25.52 КБ

Предварительный просмотр:

Зеркальные иллюзии в жизни современного человека.

Аджиева Амина Наримановна

Князев Соломон Станиславович

ХМАО-Югра, город Нефтеюганск, МБОУ «СОКШ №4», 4 «А» класс

Когда люди впервые изготовили зеркало, они даже не подозревали, что создали одну из самых мистических вещей на свете. Зеркальные иллюзии поражают воображение, привносят нечто мистическое. Буквально слово «иллюзия» означает «заблуждение». Однако, несмотря на то, что зеркальное отражение получило научное обоснование, зеркало до сих пор остаётся в понимании человека таинственным предметом.
Обоснование темы:

Зеркало – обычный предмет интерьера, который выполняет вполне практичную функцию. Нас заинтересовали зеркальные иллюзии и их применение в современном мире, поэтому и была выбрана тема исследования: «Зеркальные иллюзии в жизни современного человека»
Заинтересовавшись зеркалами и их особенностью отражать мир, мы, прежде всего, задумались над вопросами:

В чем же заключается секрет зеркальных иллюзий и почему зеркало, не смотря на научное обоснование отражения, по сей день считается предметом, вокруг которого много тайн, суеверий и мистических историй?

В процессе исследования мы попытаемся ответить на поставленные вопросы и доказать гипотезу.
Гипотеза: зеркальные иллюзии возможны не только благодаря законам отражения, их иллюзорность скрыта в способности зеркала преобразовать пространство вокруг себя.
Цель: Изучить свойства зеркал и определить роль зеркальных иллюзий в жизни современного человека.

Для доказательства гипотезы и достижения поставленной цели, были обозначены следующие задачи:

1.Выяснить, как появилась самая первая​ зеркальная поверхность​ и проследить техническое усовершенствование производства зеркал.

2.Раскрыть особенности зеркального отражения

3.Опытным путем продемонстрировать за счёт чего создаются зеркальные иллюзии, и как изменяется пространство вокруг зеркала.

4.Определить, как зеркальные иллюзии​ используются в жизни современного человека.

Объект исследования: зеркало. Предмет исследования : свойства зеркал.

I глава: Основы зеркального мира

  1. Технология производства зеркал

На первом этапе мы изучили и проанализировали источники информации. Из литературы узнали следующее:

Традиционное зеркало — это не что иное, как лист стекла с нанесенным на него металлическим покрытием. Тысяча лет назад зеркала все еще делали из полированного плоского куска металла.

Археологи считают, что самые ранние зеркала – это найденные в Турции полированные куски обсидиана [1] , насчитывающие 7500 лет.

Первые стеклянные зеркала научились делать в XII веке венецианские мастера.

Современные зеркала произошли не от Средневековых зеркал. Самой значимой проблемой было то, что песок, из которого делали стекло, содержал очень много примесей. Из-за этого не было достаточной ясности и прозрачности отражения.

Современные зеркала делают с помощью серебрения — нанесения тонкого слоя серебра или алюминия на заднюю поверхность стекла.

Исходя из всего вышеизложенного, мы можем сделать вывод:

С изобретением зеркала человек открыл новое зеркальное пространство со своими особенностями и законами отражения. В технике используют также зеркала с родиевым и индиевым покрытием.

  1. Особенности зеркального отражения​

Три базовых типа зеркала:

Закон отражения говорит, что, когда луч света попадает на поверхность, он отскакивает в определенном смысле, как теннисный мяч, брошенный об стену. Входящий угол, называемый углом падения, всегда равен углу отражаемой поверхности, или углу отражения.

Например, луч света, проходящего через пространство, не может быть видимым со стороны, пока он не натыкается на то, что рассеивает его, как облако водорода или спутник. Закон отражения все еще используется, но вместо попадания на одну гладкую поверхность, свет попадает на множество микроскопических поверхностей.

Тип изображения производимым плоским зеркалом называют виртуальным изображением.

Даже если свет отражается от зеркала, наши глаза обманчиво полагают, что этот свет отражается по прямой линии. Мнимое изображение не может быть сфокусировано, но некоторые зеркала, например, вогнутые, могут производить реальное изображение, которое может проецироваться на поверхность.

Самый быстрый способ изменить работу зеркала — это искривить его. Искривленные зеркала бывают 2 видов: выпуклые и вогнутые. Выпуклое зеркало, с выпуклостями наружу, отражается под большим углом ближе к краям, нежели к центру, создавая слегка искаженное изображение, которое меньше фактического размера.

Вогнутые зеркала изогнуты вовнутрь как ложка (сторона, которой мы набираем суп). Это позволяет зеркалам создавать изображение, когда свет от их кривизны отскакивает к конкретному участку, перед ними. Этот участок называется точка фокуса. Издалека предметы будут казаться перевернутыми. Но чем ближе вы будете, и при прохождении точки фокуса, предметы перевернуться и увеличатся.

Нереверсивные зеркала: Изобретение такого зеркала исходит от 1887 года, когда Джон Дерби создал экземпляр, расположив перпендикулярно два зеркала друг у другу.

Акустические зеркала: Акустические зеркала — это огромные бетонные «тарелки», построенные отражать и распространять звук, а не свет. Английские военные использовали такие зеркала до изобретения радара, чтобы отражать воздушные атаки.

Двусторонние зеркала: Эти зеркала покрыты, с одной стороны, очень тонким слегка отражающим материалом. Когда покрытая сторона обращена в светлую комнату, некоторый свет отражается, а некоторый проходит в темное помещение за зеркало, таким образом, позволяя видеть из освещенного помещения, а само помещение извне не видно (как пример, подобные зеркала используются в полицейских участках для опознания преступников).

Вывод: так как окружающий мир — это Ваш мир, то все, что Вы видите, слышите и чувствуете, — это Ваше отражение. Мир, и все, что есть в нем, является нашим непосредственным зеркалом. То, что мы видим вокруг – это отражения, показывающие, кто мы есть на самом деле.

Глава II. Зеркальные иллюзии и их обоснование.

2.1. Изучение отражения опытным путем

На втором этапе исследования мы использовали практические методы исследования – опыты и эксперименты, доступные нам в домашних условиях.

Так хочется разгадать тайну зеркала! Нам помогут опыты. Папа принёс несколько зеркал. Маленькие зеркала извлекли из старых маминых пудрениц. Пригодились большие зеркала шкафа. А ещё фантазия и то, что попалось под руку!

Опыт 1. «Тайный шифр»

В сказке «Королевство кривых зеркал» Виталий Губарев зашифровал имена героев, по принципу зеркального прочтения – слева направо: девочки ОЛЯ и ЯЛО, отрицательные персонажи АЖАБ (жаба), НУШРОК (коршун), АКЮДАГ (гадюка), АСЫРК (крыса).

Подбираем слова из букв симметричных по горизонтали. Набираем и распечатываем текст: НОС, ВЕК, ЭХО. Подносим зеркало под прямым углом к листу бумаги и наблюдаем. Все слова остались без изменений и очень легко читаются в зеркальном отражении. Мы даже «разрезали» слово нос зеркалом, то есть установили зеркало посередине слова. Это показало, что зеркало послушно отразило буквы и не исказило слова.

Выбираем для наблюдения ещё три слова: РАМА, КОМОК и СОН. Пытаемся прочесть их отражения в зеркале, установленном над листом. Слово РАМА не читается, слова КОМОК и СОН прекрасно читаются в зеркале – сыграла роль симметрия букв!

Если установить зеркало слева от слов, то поменяется последовательность букв в слове РАМА, а СОН почти превратиться в НОС, разве только «С» не пожелает повернуться. Любопытно, что в слове-палиндроме КОМОК не меняется последовательность букв, оно читается одинаково как слева направо, так и наоборот, кроме искажённой буквы «К»!

Набираем слова МОДА, ФОН, ГРИБ, подставляем зеркало снизу страницы, наблюдаем. Поменялась последовательность букв, и читать отражение слов в зеркале следует не слева направо, как мы привыкли, а наоборот. Но мы-то читаем, следуя своей многолетней привычке!

«Отражаем» слова ВЕК, ГИРЯ, ФОН. Зеркало устанавливаем справа от листа. Обойду стол с обратной стороны, так, чтобы видеть лист со словами, что называется, «вверх ногами». Тогда отражение в зеркале позволяет прочесть без искажений слова: ФОН и ВЕК (помните, буквы в них симметричны). А слово ГИРЯ искажено так, что прочесть его очень сложно, разве что угадать.

Опыт 2. Зеркальный коридор.

Теперь пытаемся сделать зеркальный коридор. Выставляем зеркала напротив друг друга, а между ними зажжённую свечу.

Пробуем сделать снимок в разных режимах работы фотокамеры. Делаем фотоснимок с использованием вспышки, и получаем коридор, освещенный множеством свечей (а не одной, как на самом деле) – иллюзия входа в Зазеркалье.

Опыт 3. «Тот, кто сидит в зеркале»

Одна из любимых мною детских сказок «Крошка Енот и Тот, кто сидит в пруду» Лилианы Муур. Помните: «Он остановился и заглянул. Кто-то сидел в пруду! Это был Он! Сидел там и смотрел на Енота при свете луны. Крошка Енот и виду не подал, что испугался. Он скорчил рожу. Тот, в пруду, тоже скорчил рожу. Что это была за рожа!», а другой раз «Он поднял вверх свою большую палку и погрозил ею. Но у Того, в пруду, тоже была палка. Большая-пребольшая палка! И он погрозил этой палкой Крошке Еноту. Крошка Енот уронил свою палку и побежал», и, только когда Мама Енотиха дала Крошке Еноту верный совет, он «…заставил себя улыбнуться Тому, кто сидел в пруду. И Тот, кто сидел в пруду, улыбнулся в ответ!»

Попытаемся разобраться, кто же та, кого я вижу, глядя на себя в зеркало? Это я или только моё отражение?

Мы уверены, что видим в зеркале – себя. Но это не так! Значит, Крошка Енот был прав – он-то как раз и понимал, что в зеркальной глади ручья он видит не себя! Действительно, в зеркале мы видим не своё собственное тело, а противоположное. Там в зеркале всё наоборот.

Мы приложили правую руку к зеркалу. В зеркале видим отражение левой руки. Значит, правая рука, отраженная в зеркале, становится левой? Понятно, что правые и левые руки – не одно и тоже. Более того, наука утверждает, что правое и левое – это противоположности такие как, например, минус 1 и плюс 1. Теперь понятно, почему в зазеркалье все наоборот.

У того, у кого мы видим в зеркале, сердце бьется с правой стороны и похож Он на нас, так как левая рука похожа на правую.

То есть зеркало отражает наш мир иначе чем мы его видим, а отражая оно создаёт иллюзию преображенного пространства.

На практическом этапе своего исследования мы выяснили, что помимо своих основных отражающих способностей зеркала могут визуально увеличивать пространство, скрывать и искажать его, а также добавлять пространству новые визуальные плоскости, создавая при этом различные оптические иллюзии.

На основании изученной литературы и практических опытов мы сделали следующие выводы:

Зеркало — удивительная вещь с многовековой историей. Зеркало не только повседневный атрибут нашей жизни, но и средство, с помощью которого создаются удивительные вещи.

Основные зеркальные иллюзии:

  • На гладкой поверхности свет не рассеивается, а отражается, не искажая входящего изображения (угол падения светового луча равен углу отражения);
  • Отражает спереди назад (эффект смены слева направо в отражении);
  • В отражении работает закон перспективы (чем дальше объект, тем он меньше).
  • Иллюзорная возможность зеркала кроется не только в его отражении, а в его способности дополнять и изменять пространство вокруг себя.

На основании этих уникальных свойств обозначились области применения зеркал в современной жизни. Иллюзорные эффекты зеркал используются в измерительных и оптических приборах (телескопах и прожекторах), в сложных технических устройствах и медицинской технике.

В результате нашего проекта была доказана первоначальная гипотеза: Иллюзорная возможность зеркала кроется не только в его отражении, так как в процессе проведённых опытов мы доказали, что зеркало не только отражает, но дополняет и изменяет пространство вокруг себя. Именно эта особенность и наделяет зеркало в глазах человечества магическими и волшебными свойствами, не смотря на научные доказательства зеркальных иллюзий.

Продуктом нашего проекта является изготовленный нами калейдоскоп, который служит ярким примером зеркального преобразования пространства.

Список использованной литературы и интернет-источников:

  1. Большая детская энциклопедия. Том 2. Физика: МастерМедиа, 2006.
  2. Энциклопедический словарь юного физика / Сост. В.А. Чуянов. – М.: Педагогика, 1984.
  3. Обманы зрения и оптические иллюзии / Надежда Андрияхина. — М.: «Издательство «Эксмо», 2012.
  4. Л.В. Тарасов, А.Н. Тарасова «Беседы о преломлении света» М., «Наука», 1982 г.
  5. М.М. Колтун «Чёрное и белое» М., «Детская литература», 1978 г.

Источник

Иллюзии, создаваемые с помощью плоских стекол и зеркал

Описание

Плоское стекло. Обычное, плоское, прозрачное стекло обладает способностью пропускать и частично отражать падающий на него световой поток. Если перед таким стеклом поместить хорошо освещенный предмет, то этот последний, во-первых, будет виден через стекло с противоположной стороны, во-вторых, образуется изображение предмета, видимое под определенным углом к плоскости стекла. Изображение предмета будет тем более четким, чем ярче предмет, чем больше яркостный контраст между предметом и фоном и чем ближе к 90° угол, образуемый линией зрения с нормалью к стеклу. Характер пропускания и отражения светового потока плоским стеклом иллюстрируется рис. 139,

где ?1 — коэффициент отражения от поверхности раздела воздух — стекло или стекло — воздух (френелев-ское отражение). Этот коэффициент для обычных стекол изменяется от 4 до 7% в зависимости от угла зрения; ? — коэффициент прозрачности плоского стекла, для качественных зеркальных стекол равный 90—96% (при толщине стекла 3—5 мм); Ф0 — световой поток.

Свойствами плоского прозрачного стекла пользуются для создания многих оптических иллюзий и разнообразных световых эффектов в театрах и на эстраде.

Во-первых, плоское стекло используется в театрах для получения появляющихся на сцене и исчезающих привидений, призраков и внезапных вспышек света. Например, на рис. 140

воспроизводится сцена, на которой под некоторым углом установлено большое плоское стекло, и зрители видят, как артист «прокалывает» шпагой появившееся «привидение» в белой одежде. На самом деле, артист, исполняющий роль привидения, находится в углублении под сценой и освещается так, чтобы яркость его одежды, уменьшенная за счет потерь в стекле, оставалась все же больше яркости фона (декорации), видимого зрителям через стекло. Когда прекращается освещение — привидение исчезает; но, будучи проколото шпагой, оно не падает, а продолжает двигаться по сцене как ни в чем не бывало.

Благодаря тому что плоское стекло весьма прозрачно, сквозь него можно видеть тех актеров и те предметы, которые находятся сзади него; стекло незаметно для зрителей, а потому они и не знают причины появления привидения. Мы можем смотреть в чистое оконное стекло, не видя самого стекла, но наблюдая за тем, что происходит за стеклом. Если за стеклом достаточно светло, то мы даже не аккомодируем зрение так, чтобы видеть стекло, а все наше внимание привлекают предметы за ним.

На схеме, представленной на рис. 141,

несколько другой вариант устройства для получения призраков на сцене. В этом случае отверстие а, ведущее к скрытой части сцены b закрывается подъемной дверью с целью дать возможность актерам беспрепятственно двигаться на верхних подмостках; d — стеклянная стена, края и подставки которой замаскированы рамой, гирляндой или другими деталями декорации. С помощью канатов и блоков стекло d можно убрать или поставить его под заранее определенным углом. Установка стекла производится во время антракта или во время действия, когда внимание публики привлечено к чему-нибудь другому. Для того чтобы достигнуть желаемой цели, на верхних подмостках во время появления призрака должно быть темно. Актер-призрак играет на нижней сцене b. Здесь находится стенка е, к которой актер прислоняется. Когда все нижнее помещение обито черным бархатом, то при полном освещении в стеклянной стене d отражается и очень ясно выступает перед зрителями актер-призрак.

Если смотреть из зрительного зала, призрак кажется находящимся сзади невидимого стекла. Играющие совместно с призраком актеры, которые тоже могут находиться сзади d, должны точно знать место появления призрака, так как они его видеть не будут. Стенка е установлена наклонно для того, чтобы фигура в изображении представлялась стоящей прямо.

Так как актер-призрак из-за наклонного положения затрудняется делать движения, то стенка е может быть подвижной (на роликах и рельсах или полозьях). Источник света с может двигаться вместе со стенкой е. Движение актера-призрака создает впечатление, будто он пролетает или проплывает вдоль сцены, а такое перемещение, как считается, и свойственно привидениям и призракам.

Этим способом показывают, например, «призрак» Тамары в 1-м акте оперы «Демон», «призрак» Снегурочки в одноименной опере и т. п.

Во-вторых, плоское стекло может быть использовано как «ложное» зеркало следующим образом: сначала на сцене зрители видят изображение ярко освещенной статуи, находящейся сбоку или сзади по отношению к стеклу, а затем освещается артист, играющий роль ожившей статуи, ранее находившийся за стеклом, не освещенный и невидимый зрителям.

Постепенно уменьшая освещение статуи и увеличивая освещение артиста, можно добиться почти незаметного замещения статуи натурой. Этот способ оживления статуи используется иногда в опере «Дон Жуан». «Ложное» зеркало может быть получено с помощью так называемого полупрозрачного зеркала.

Одну поверхность плоского стекла покрывают тонкой пленкой (толщиной около 0,1 мкм) металла, хорошо отражающего свет (например, серебра), затем на стекло наносится не темная защитная краска, а бесцветный лак. Оказывается, в этом зеркале при определенных условиях можно будет видеть вместе или раздельно и изображение предмета, находящегося перед зеркалом, и другой предмет, находящийся за зеркалом. Для этого следует изменять угол наклона зеркала или яркость показываемых зрителю статуи или актера.

Величина коэффициента отражения полупрозрачного зеркала зависит от толщины посеребренного фильтра (пленки), которая регулируется длительностью процесса серебрения. На обычном зеркале толщина отражающего слоя 0,3—0,5 мкм и коэффициент отражения при этом для длины волны 0,589 мкм для серебра принимается 95,3%.

Полупрозрачное зеркало, например, установлено в вестибюле Харьковского русского драматического театра имени А. С. Пушкина. Театралы подходят поправить прическу или галстук — и вдруг. их изображение исчезает; зеркало светится изнутри и на нем появляются надписи — рекламное сообщение о премьере, об актерах. Через несколько секунд зеркало вновь к услугам зрителей.

Такие же зеркала могут с успехом использоваться в торговой рекламе. За полупрозрачным зеркалом помещают рекламный рисунок, фотографию или надпись. За зеркалом же замаскированно располагают софитные лампы. Когда лампы включаются, зеркало превращается в прозрачное стекло, через которое хорошо видно рекламное изображение. Когда освещение выключено, зритель видит перед собой обыкновенное зеркало.

В том, что возможно совмещение предмета и изображения, легко убедиться на следующем простом опыте. Возьмем плоское прозрачное стекло (рис. 142)

и поставим перед ним зажженную свечу А, затем, наблюдая ее мнимое изображение, поставим другую незажженную свечу А’ на место изображения первой. Свеча А’ будет казаться также зажженной, но мы можем безбоязненно касаться рукой ее «пламени».

Хорошее совмещение свечи и ее изображения достигается только при вполне определенном положении наблюдателя.

Свойством плоско-параллельной пластинки стекла поглощать часть светового потока, проходящего через нее, пользуются для получения светофильтров, как нейтральных, так и цветных.

Нейтральные или дымчатые светофильтры уменьшают проходящий световой поток (не изменяя его спектрального состава и цветности) обратно пропорционально коэффициенту прозрачности светофильтра. Иногда применяются нейтральные светофильтры с переменным коэффициентом прозрачности, что достигается или изменяющейся от одного участка к другому толщиной стекла, или же чаще всего переменной оптической плотностью дымчатой пленки, наложенной на стекло (оптический клин). С помощью таких фильтров можно получить переменную яркость видимых через них предметов.

Цветные светофильтры применяются для изменения окраски освещаемых предметов. Они могут изготовляться из стекла, окрашенного по поверхности жаростойкой краской или лаком, из цветного стекла, цветного целлофана, органического стекла и других прозрачных цветных пластмасс.

В практике создания сценических световых эффектов плоские прозрачные стекла широко используются для изготовления специальных диапозитивов, трафаретов и других приспособлений к прожекторам и проекционным аппаратам.

Плоское зеркало. Металлические зеркала появились за несколько столетий до нашей эры. Их изготовляли из меди, бронзы, серебра и других металлов.

Это были круглые или квадратные пластинки, отполированные с одной стороны до блеска и часто покрытые узорами или надписями с другой. Надписи часто были поучительного характера. Так, на одном зеркале, найденном в Китае, было написано: «Без циркуля и угольника нельзя сделать правильный круг, значит и жить нужно по правилам».

Недавно в провинции Аньхой было найдено не совсем обычное зеркало. Оно имело форму чана и было отлито из бронзы. По-видимому, в него наливали воду и тогда получалось четкое изображение, почти не уступающее современным зеркалам.

Разобрав древнюю иероглифическую надпись, ученые установили имя владельца. Зеркало-чан принадлежало дочери князя Хэ-Люя, жившего, как полагают, в начале V в. до н. э.

Первые стеклянные зеркала, вероятно, умели изготовлять венецианские мастера в XVI в. В то время эти зеркала считались признаком богатства и предметом роскоши — их вшивали в платье, ими украшали прически, носили на шее на золотых цепочках, вделывали в дверцы карет.

Большинство древних металлических и стеклянных зеркал найдено в погребениях. Если они и при жизни служили человеку, то еще важнее было положить их в могилу!

Знаменитое стеклянное зеркало, подаренное в 1600 г. французской королеве Марии Медичи, размером не больше современной папиросной коробки, оценивалось в 15 000 франков золотом.

Первый завод стеклянных зеркал в России был построен Петром I на Воробьевых горах в Москве.

Стеклянное плоское зеркало характеризуется, кроме коэффициентов ?1 и ? (тех же, что и для плоского зеркального стекла), еще коэффициентом отражения зеркального слоя, равным ?2. Например, для серебряного слоя в пределах длин волн видимого участка спектра этот коэффициент отражения равен 0,92, а для ртутной амальгамы он едва достигает 0,85.

Полированная плоскость металлической пластинки приобретает свойство зеркального отражения. В этом случаe имеет место перераспределение падающего на зеркало светового потока только лишь одной поверхностью. Ранее применявшиеся металлические зеркала, у которых в качестве отражающего слоя был слой меди, никеля или хрома, имели низкий коэффициент отражения. Серебро же быстро на воздухе окислялось и снижало свою отражательную способность. В настоящее время наиболее широкое распространение имеют металлические зеркала из алюминия, отражающая поверхность которых обработана методом электролитической полировки (Альзак-процесс).

Характерным свойством плоского зеркала является образование изображения предмета на расстоянии за зеркалом, равным расстоянию, на котором предмет находится перед зеркалом.

При построении изображения пространственной фигуры в плоском зеркале можно убедиться (рис. 143),

что направление снизу вверх (ось z) не изменяется, тогда как направление спереди назад (ось y), или слева направо (ось x), изменяется на противоположное; изображением левой перчатки будет правая и наоборот.

Рукописный или печатный текст, поднесенный к зеркалу, прочитать в зеркальном изображении очень трудно. Зеркальное письмо (рис. 144)

можно получить двумя способами:

1) если положить чистый лист бумаги на окрашенную сторону копировальной бумаги и затем палочкой или спичкой написать на белой бумаге невидимый текст, то на противоположной стороне этой бумаги получится зеркальное письмо;

2) можно написать текст на прозрачной бумаге (кальке, папиросной бумаге или прозрачной пленке) и затем, перевернув эту бумагу справа налево, получим зеркальное письмо, т. е. письмо, которое можно прочесть только с помощью зеркала.

Пользуясь тем, что изображение в плоском зеркале удалено от его лицевой поверхности на то же расстояние, на каком предмет находится перед зеркалом, можно легко определить толщину стеклянного зеркала. Если к стеклу приставить вплотную карандаш или палец, то и изображение будет касаться отражающего слоя и между ними будет расстояние, равное толщине стекла. Проделайте это, взяв сначала зеркало металлическое, а затем стеклянное.

Заметим, что плоское зеркало по существу изменяет на противоположное только одно направление y, перпендикулярное к отражающему слою, а направление правое и левое изменяются лишь условно, т. е. когда мы бы захотели, поворачивая систему координат вокруг оси Oz на 180°, восстановить прежнее положение оси у, ось х оказалась бы направленной противоположно. В этом легко убедиться, рассматривая рис. 144 и его изображение в зеркале.

Внизу на рис. 144 написаны два слова: кофе и чай; устанавливая зеркальную плоскость вертикально и параллельно линии аа’ , мы видим, что слово кофе и в зеркале сохраняет свое правильное начертание, тогда как буквы слова чай перевернулись «вверх ногами». На самом деле и буквы слова кофе также перевернулись, но так как они симметричны относительно горизонтальной оси, то их начертание в зеркале не изменилось. В русском алфавите есть ряд букв, обладающих горизонтальной или вертикальной осью симметрии, а есть и такие, которые симметричны относительно обеих этих осей.

В зеркальном потолке человек видит себя вверх ногами. На рис. 145

мы видим парковую беседку на берегу прозрачного озера и ее изображение в воде. Поворачивая рисунок «вверх ногами», мы меняем местами предмет и изображение и замечаем, что если некоторое приметное дерево находится справа от беседки, то на изображении оно находится слева, и наоборот. На изображении перевернулась и сама беседка.

Плоские зеркала с давних времен используются для создания оптических иллюзий в первую очередь в театрах, затем с рекламными целями и т. д.

С давних времен известны такие аттракционы, как «говорящая голова», «женщина-паук», «женщина без туловища» и т. д. Некоторые из подобных аттракционов организуются следующим образом. На сцене или в витрине устанавливается трехгранный ящик (рис. 146, вид сверху),

вмещающий человека и невидимый зрителям благодаря тому, что стороны ящика, обращенные к зрителям, закрыты плоскими зеркалами высокого качества, в которых изображаются нижние части боковых щитов декорации, имеющих ту же окраску и яркость, как и весь фон декораций или второго занавеса.

«Говорящая голова» просовывается через отверстие в верхней крышке и возвышается как бы над пустым пространством.

для аттракциона «женщина-паук» применено плоское зеркало, установленное над 4-й ступенькой лестницы под углом в 45°, отражающее ступеньки и создающее иллюзию продолжения лестницы. В этом случае на кромке верхней площадки лесенки, где стоит мужчина, имеется отверстие, в которое проходит голова женщины. Это отверстие замаскировано телом паука, его мохнатыми лапами и паутиной, лежащими на плоском стекле, через которое видны ступеньки лесенки, самого же стекла зрители не видят. Женщина лежит на зеркале, как показано на рисунке внизу.

Таким же способом можно построить аттракцион с женской головой, имеющей туловище русалки с шевелящимися хвостом и плавниками.

показан бюст женщины без туловища, которое замаскировано с помощью зеркал, а с подвешенного слева на рисунке кинжала стекает каплями «кровь».

Легко убедиться, что зеркало может быть значительно меньше, чем предмет, изображение которого должно быть полностью видимо за зеркалом. Это доказывается следующим образом.

Чем ближе мы находимся к окну, тем больший участок улицы мы видим. Линии, проведенные от глаза к оконным косякам, ограничивают наше поле зрения. Так как плоское зеркало является для нас как бы окном, через которое мы видим находящиеся за ним мнимые предметы, то и поле зрения зеркала подчиняется тем же законам, что и поле зрения окна. Чем ближе мы подходим к зеркалу, тем больше оказывается наблюдаемое нами поле зрения и тем больших размеров предметы мы можем охватить глазом. Это не относится, однако, к нам самим, так как при нашем приближении к зеркалу и наше изображение тоже приближается к зеркалу.

Угол зрения, под которым мы его видим, увеличивается во столько же раз, во сколько увеличивается поле зрения.

Вообще на каком бы расстоянии мы ни находились перед вертикально расположенным зеркалом, мы можем видеть сразу только такую часть нашего тела, которая равна удвоенной длине зеркала по этому направлению.

Например, если мы желаем видеть себя в зеркале во весь рост, то должны взять зеркало длиной по крайней мере в половину нашего роста. Наше изображение всегда будет находиться от нас на двойном расстоянии сравнительно с расстоянием от нас самих до зеркала. На рис. 149

размер зеркала ab=1/2 АВ.

Есть способ и в короткое зеркало видеть себя во весь рост: для этого зеркало надо наклонить и поднять. Поле зрения при этом уменьшится, но наше изображение примет в зеркале такое положение, что его будет легче охватить взглядом. Заметим, что если угол наклона зеркала к стене ? равен 45°, то будет видно только изображение пола.

Забавное явление можно наблюдать около шкафа с зеркальной дверцей. Если встать с одной стороны зеркальной дверцы, спрятав одну ногу и половину туловища за боковой стенкой шкафа и затем поднять ногу, видимую в зеркале, то для наблюдателя, находящегося вблизи другой боковой стенки шкафа, будет видно изображение в зеркале человека, висящего в воздухе над полом и не касающегося его ногами.

Иллюзионисты часто используют плоское зеркало в качестве перегородки для прозрачных сосудов.

Если двумя склеенными по плоскости отражающего слоя зеркалами перегородить, например, стеклянную вазу (рис. 150),

то можно в одну половину ее лить воду и из зрительного зала будет видно, как вся ваза наполняется водой. В то же время в другой половине вазы, повернутой от зрителя, может находиться живой голубь или кролик, сухие платочки или серпантин и пр. Иллюзионист погружает руку в воду и. достает из нее совершенно сухие предметы или выпускает голубя.

Зеркала под углом друг к другу. Два и более плоских зеркал, поставленных под некоторыми углами друг к другу, позволяют наблюдать многие интересные явления.

Так, например, при помощи двух зеркал можно наблюдать явление отсутствия переворачивания изображения по отношению к предмету. Если два плоских зеркала расположить под углом 90° друг к другу, то поднесенный к прямому углу печатный или письменный текст не преобразуется в зеркальное письмо и легко читается. Рассматривая свое изображение в прямоугольном зеркале, мы видим правую сторону своего лица справа, а левую слева. Прищурив правый глаз, замечаем, что и изображение в зеркале прищурит правый глаз и т. п. Это объясняется тем, что в таком угловом зеркале изображение состоит из двух частей, при этом правая половина лица, отразившись в правом зеркале, отражается в то же время и в левом — и это заставляет глав воспринимать правую часть изображения слева и наоборот.

Плоские зеркала под углом 90° друг к другу имеют и еще одно «магическое» свойство. Оказывается, если такое зеркало повернуть на 90° вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр ребра, то изображения предметов в этом зеркале повернутся вверх ногами, т. е. на 180°. Это «необычное» явление объясняется изменением положения двух осей фигуры, что можно доказать геометрическим построением изображения фигуры в системе этих двух зеркал.

Если вы станете уменьшать угол между зеркалами (от 90°), то ваше изображение начнет расширяться (рис. 151);

сначала вы увидите у себя широкий рот, два носа и три глаза, потом при дальнейшем уменьшении угла появятся два изображения, если еще более сблизить зеркала — будет четыре изображения и т. д. В таких зеркалах можно показывать уродливые изображения. Чтобы сделать незаметным все устройство, можно открытую сторону треугольника затянуть голубым газом или белой капроновой тканью и поставить какую-либо рамку. Сверху отверстие над зеркалами закрыть картоном. Тогда совсем можно не заметить двух зеркал, особенно если зрители будут сидеть лицом к свету. Этим свойством двух плоских зеркал пользуются для показа шуточных изображений или для введения в заблуждение человека, неосведомленного относительно свойств зеркальных изображений.

Прием переворачивания изображений иногда используется в кинотехнике, когда желают пропускать фильм с конца, т. е. в обратной последовательности кадров. Так, на рис. 152

АВ—предмет; А’В’ — изображение предмета в первом зеркале, А»В»—изображение первого изображения во втором зеркале. Это изображение по отношению к предмету получается перевернутым.

Два зеркала, установленные под углом друг к другу, использованы в иллюзионе А. А. Вадимова «Тамбурин», который был сконструирован в 1934 г. и более 20 лет пользовался неизменным успехом у зрителей. Зеркала здесь служили для того, чтобы перегороженный ими восьмигранник иллюзионного шкафика казался совершенно пустым.

С помощью зеркал, расположенных под углом ? друг к другу, можно получить несколько изображений одного и того же предмета. При этом число изображений n будет 360° равно n=360°/? —1.Так, например, если перед двумя плоскими зеркалами, расположенными под углом 72°, посадить человека и сфотографировать и его и все его изображения, то мы получим на одной фотопластинке пять снимков (рис. 153).

Для торговой рекламы в витрине между зеркалами, расположенными под углом друг к другу, помещается, например, один флакон духов, а создается впечатление множества таких флаконов; один букет цветов, поставленный в вазе среди этих зеркал, создает иллюзию целого цветочного поля.

Две или три зеркальные пластинки, установленные так, что они образуют полую зеркальную призму, позволяют устроить интересную игрушку — калейдоскоп. Зеркальная призма помещается внутрь бумажной трубки. Один конец этой трубки заклеивается картоном с малым отверстием — зрачком для наблюдения. На другом конце трубки помещается круглая коробка, у которой внутреннее круглое донце из прозрачного стекла, а второе, наружное, из матового стекла, полученного, например, путем натирания поверхности обычного стекла наждачной бумагой. Внутри этой коробки помещают осколки цветного стекла, прозрачные кусочки пластмасс, кусочки просвечивающих сухих листьев, цветных птичьих перьев и т. п.

Когда через матированное стекло внутрь калейдоскопа будет проникать световой поток, то содержащиеся в нем цветные кусочки будут многократно изображаться в зеркалах, расположенных под углом друг к другу, и наблюдатель, смотрящий в отверстие-зрачок, будет видеть причудливый цветной орнамент. Каждое встряхивание трубки будет вызывать смещение осколков и видимая картина будет меняться, образуя новое чудесное зрелище.

С помощью зеркал, установленных под углом друг к другу, используя сравнительно простой макет, подобный представленному на рис. 154,

можно создать на сцене или в павильоне киносъемок декорацию, имеющую вид подлинного дворца чудес с многочисленными переливами цветов и со сплетениями сложнейших фигур и орнаментов.

Характерной особенностью таких фигур будет их строгая симметрия относительно линий соединения плоских зеркал друг с другом. С помощью четырех зеркал, установленных под углом в 45° внутри изогнутой трубки (рис. 155),

можно видеть пламя свечи или ярко освещенный предмет через непрозрачную перегородку, книгу или стенку.

В военных оптических приборах (перископы, дальномеры, бинокли и т. д.) вместо плоских зеркал используют для оборачивания изображений призмы, которые не имеют зеркального покрытия, обладающего тем недостатком, что оно разрушается с течением времени.

Установив три зеркала так, чтобы они образовали замкнутый треугольник, и поместив внутрь этого треугольника две или три фигурки и осветив их сверху, можно видеть через отверстие в амальгаме одного из зеркал или в щель между кромками двух соседних зеркал толпы людей, находящихся во всевозможных ракурсах по отношению к наблюдателю. Этот принцип был, например, использован при съемках кинокартин «Илья Муромец», «По щучьему велению» и др., когда потребовалось появление «на чистом поле» многочисленного войска.

Если два зеркала расположить параллельно друг другу и между ними поместить фигуру с зажженным факелом (рис. 156),

то через отверстия в амальгаме зеркал можно наблюдать «многолюдное» факельное шествие.

Известно множество случаев применения плоских зеркал: иногда для того, чтобы передать при демонстрации фильма на экране сказочные или фантастические события, появление и исчезновение призраков и духов; иногда для того, чтобы при использовании малых макетов или моделей получить желательные масштабные соотношения между фигурами людей и частями зданий. Заметим, что здесь эти приспособления служат не только для того, чтобы создать необычный зрительный эффект, но и для экономии средств, расходуемых на натурные или павильонные съемки.

Не имея возможности приводить здесь описания различных многочисленных приемов и способов использования плоских зеркал при киносъемках, укажем на один пример, поясняющий, в дополнение к сказанному ранее, организацию разномасштабной макетной киносъемки.

АВ — маленькая модель (например, фасад дома). Модель установлена так близко перед кинокамерой К, что она представляется в кинопроекции размером в настоящий дом. У ворот дома CD артистами должна быть разыграна сцена. Поэтому ворота должны быть построены в натуральную величину. Их видимая (угловая) величина должна быть, однако, такой же, как у ворот CD на модели. Продолжив соответствующие лучи КС и KD, увидим, что настоящие ворота и артисты должны находиться в C’D’, для того чтобы их угловая величина была равна угловой величине CD на модели. Для этой цели в части CD модель должна быть прозрачна или вырезана. Однако ворота можно установить и не в C’D’. Поместим в SS зеркало; опустив из С’ и D’ на SS перпендикуляры, построим изображение C»D»; затем к точкам пересечения с и d лучей КС и KD проведем падающие лучи С «с и D»d. Результат получится такой же, как если бы ворота были C’D, а зеркала в SS не было. Как видно, зеркало может быть тем меньше, чем ближе оно помещается к камере.

В зависимости от наклона зеркала ворота C’D’ с артистами можно установить и в другом месте. Можно также, передвигая зеркало, перемещать CD в плоскости АВ. Таким образом, в выборе места для С «D » мы оказываемся значительно свободнее. Само собой разумеется, что зеркало должно быть прозрачно в том месте, где оно перекрывает модель АВ,— серебряный слой должен быть удален для того, чтобы можно было получить снимок модели.

С помощью плоских стекол, полупрозрачных и обычных плоских зеркал иногда разыгрывались целые иллюзионнофеерические пантомимы и «жуткие» сказочные сцены. В них могли участвовать десятки человек; на сцене вставали из могил мертвецы, появлялись демоны, гномы и т. д.

Весьма популярной была, например, пантомима «Сон живописца». Согласно сюжету молодой художник рисует картину «Прекрасная Галатея». Постепенно из-под кисти на полотне вырисовывается фигура женщины. Фигура становится все более резкой и отчетливой; вдруг. она отделяется от полотна и движется к художнику.

Галатея появлялась на полотне не сразу, а постепенно. Для этого артистку, игравшую Галатею, покрывали черной шалью. Концы шали прикреплялись к деревянным валикам. Вращаясь, валики равномерно стягивали с женщины покрывало. Сначала открывалось лицо, затем плечи, грудь, руки. Наконец, вся фигура отражалась на мольберте. Тогда артистка начинала двигаться, медленно приближаясь к художнику, и по мере ее приближения на стекле все отчетливее становилось ее изображение. Наконец, она отделялась от стекла. Таким же образом на другом стекле постепенно появлялось сначала изображение дьявола, а потом отделялась и его фигура.

Качество плоских зеркал. Как уже указывалось ранее, плоское зеркало, которое собираются применить для получения какой-либо иллюзии, должно быть точным, высококачественным.

Рассматривая поверхность зеркала под прямым углом, обычно не замечают его недостатков (пузырьки воздуха в толще стекла, пятна на отражающем слое, царапины на поверхности и т. п.). Из-за того, что каждый отдельный пучок лучей, поступающих в глаз, отражается лишь от небольшой части зеркала, неровности его поверхности и другие недостатки не обнаруживаются. Испытание плоского зеркала, применяемого для создания иллюзий, можно производить с помощью сетки методом, предложенным В. Н. Чиколевым. Сетку с равномерно нанесенными линиями, например миллиметровую бумагу, рассматривают так, чтобы линия зрения составляла с поверхностью зеркала малый угол, как это показано на рис. 158.

В этом случае небольшой пучок лучей, идущих в глаз, захватывает большую часть поверхности зеркала и все его недостатки становятся видимыми благодаря получающемуся искажению сетки.

Можно проверять зеркало еще по методу светового пятна. Для этого на зеркало направляется параллельный пучок лучей, например от дневного солнечного света, и отражается на экране. Образовавшееся на экране световое пятн0 должно иметь по возможности равномерную яркость и не иметь выделяющихся темных и светлых пятен. Испытание будет более удачным в затемненной комнате. При испытаниях подобного рода может быть обнаружено интересное свойство некоторых плоских зеркал.

Например, при испытаниях древних бронзовых зеркал, изготовленных в Японии, было обнаружено следующее: в отраженном на экран световом пятне («зайчике») был виден орнамент (или рисунок), находящийся на обратной стороне зеркала. Такие зеркала известны под названием «японских волшебных зеркал».

В старину зеркала в Японии изготовляли из полированной бронзы, причем искусство отливки и полировки зеркал было доведено до такого совершенства, какого не было у других народов.

слева представлена фотография тыльной стороны такого японского зеркала.

В данном случае как одно целое с корпусом зеркала отлит рельефный рисунок растения кира с бутонами цветов над ним.

Справа на рис. 159 приведена фотография светового пятна («зайчика») от этого зеркала на экране. Причина появления такого свойства у японских зеркал следующая. Под действием сильного давления при ручной полировке тонкие части зеркала прогибались больше, чем толстые; они больше стирались и становились менее выпуклыми. Оказывается, ничтожных изменений кривизны поверхности зеркала достаточно, чтобы в отбрасываемом на экран пятне получилось «магическое» изображение.

Теперь такие «волшебные» зеркала могут быть приготовлены значительно проще. На медных зеркалах любой рисунок (цветок, змея, сердце, звезда и т. п.) вытравливается кислотой (погружения в кислоту на три секунды достаточно), после чего рисунок на лицевой поверхности зеркала сглаживается полировкой (двадцати минут ручной полировки достаточно, чтобы рисунок не был виден невооруженным глазом). Направляя пучок параллельных лучей, отраженных этим зеркалом, на экран или белую стену, на световом пятне можно будет видеть этот рисунок.

Вращающиеся зеркала. Известно, что при повороте плоского зеркала на некоторый угол ?, отраженный от него луч поворачивается в том же направлении на двойной угол 2?. Это свойство используется в некоторых практических целях (например, для измерения малых угловых отклонений).

С помощью вращающихся зеркал создаются некоторые особые световые эффекты.

Мелкие кусочки плоских зеркал можно с большим успехом использовать для иллюминации танцевального зала. Для этого устраивается вращающийся зеркальный шар или пирамида.

Вращающийся зеркальный шар делают из папье-маше. Хорошо для этих целей подходит старый школьный глобус диаметром в 30 см или более. Если готового бумажного шара не имеется, его можно изготовить, наклеив 8—12 слоев плотной бумаги на какой-либо шарообразный предмет, например, на шаровой светильник из молочного стекла.

Таким путем изготовляются два полушария, которые затем склеиваются друг с другом. Сквозь склеенный и просушенный шар пропускается железный стержень (ось) диаметром 5—6 мм, который на одном конце заканчивается крючком для подвески шара к потолку или люстре на хорошо закручивающейся нити. Стержень также может быть соединен с осью ротора электродвигателя, установленного на некотором постаменте и имеющего редуктор, обеспечивающий вращение шара со скоростью не более 10 об/мин.

Стержень укрепляется на шаре жестяными пластинками, припаянными к стержню или укрепленными на нем между гайками, навинченными на стержень у полюсов шара.

Поверхность шара покрывается кусочками тонких плоских зеркал в виде квадратов, треугольников и произвольной формы осколков, которые можно достать в любой зеркальной мастерской. Наклейку зеркал на шар производят хорошим столярным клеем, эмалитом или клеем БФ. Кусочки зеркала должны сплошь покрывать поверхность шара. Если имеется электродвигатель универсального проигрывателя (рассчитанный на 33—78 об/мин) или моторчик Уорена на 3—5 об/мин, то его ось в первом случае через редуктор (состоящий из червячной или конической пары зубчаток), а во втором случае без редуктора соединяют со стержнем шара так, чтобы шар вращался со скоростью 3—10 об/мин.

Установив шар на месте или подвесив его к потолку, при помощи двух (или трех) небольших прожекторов или зеркальных ламп накаливания освещают его и приводят во вращение.

При вращении такого освещенного зеркального шара (рис. 160)

стены, пол и потолок танцевального зала покрываются множеством бегающих световых бликов — «зайчиков», создавая причудливую картину падающего снега или порхающих светящихся мотыльков. С помощью цветных светофильтров, помещенных перед прожекторами, блики могут быть красными, голубыми, зелеными и т. д.

Не менее эффектное зрелище создает другое устройство — вращающаяся зеркальная пирамида (рис. 161).

Из алюминия, дюраля или железа делают правильный двенадцатиугольник. Радиус описанной вокруг него окружности равен 30 см. Между противоположными сторонами многогранника по диаметру приваривают или крепят два прутка, к которым в центре фигуры прикрепляют пластину толщиной в 3—5 мм. Затем к углам многогранника крепят металлические прутки сечением в 10— 12 мм. В верхней части их укрепляют в диске, толщина которого порядка 5—8 мм и диаметр 80 мм. Между ребрами устанавливают стеклянные пластины и закрепляют их отгибающимися лапками (рис. 162).

Сверху пирамиды через диск и отверстие в пластине пропускают центральный валик диаметром 12—15 мм, который проходит через обойму шарикового подшипника (рис. 163)

и несет коническую шестерню редуктора. В вершине валик ввинчивается в отверстие диска, а в центре пластины закрепляется контргайкой.

Пирамиду устанавливают на неподвижное основание-раму, которую делают из полосового или углового железа в форме треугольника. Длина каждой стороны основания равна 720 мм.

К раме на двух поперечных планках приваривают площадку из листового железа для установки электродвигателя и крепления внешней обоймы шарикоподшипника. Так как обычно электродвигатели малой мощности делают большое число оборотов в минуту, то и здесь необходим зубчатый редуктор (хотя бы из одной червячной и одной конической зубчатой пары).

К углам рамы основания крепят трубчатые стойки для установок патронов зеркальных ламп накаливания мощностью 300—500 вт.

Узкие пучки света, падая на вращающиеся зеркальные грани пирамиды, образуют причудливые узоры. Если подвесить пирамиду к потолку вершиной вниз, то блики света достаточно резко обозначат границу танцевального круга. Пирамида может быть также установлена на полу посреди танцевальной площадки.

Можно на вершине пирамиды укрепить круглый картонный диск, разделенный на столько секторов, сколько граней имеет пирамида. На каждом секторе диска, обращенном к соответствующему зеркалу, помещается рисунок танцующей пары в последовательно чередующихся друг за другом положениях. При вращении пирамиды с определенной скоростью изображения пары в зеркалах, совмещаясь друг с другом, создадут впечатление движущихся фигур.

Источник

Читайте также:  Регулировка ближнего света фиат добло