Марат Ка - Свет

Освещённость убывает пропорционально квадрату расстояния от источника до поверхности. То есть при увеличении расстояния в два раза освещённость уменьшается в четыре. Если же увеличить расстояние в три раза, она станет слабее в девять раз.

Этот закон справедлив по отношению к любому источнику света – и к лампе, и к Солнцу.

1.24 Расстояние до Солнца и расстояние до лампы

Находясь на Земле, мы никак не можем стать ближе к Солнцу. И на крыше высотного здания, и у его подъезда освещение будет почти одинаковым. Расстояние до Солнца так велико, что разница в сотню метров не ощутима.

А вот когда декоратор освещает помещение, особенно большое, ему приходится вспомнить о способности света убывать достаточно быстро при увеличении расстояния от источника. Помещение трудно хорошо осветить одной, пусть даже очень мощной лампой. Хотя рядом с ней свет будет слепящим, углы помещения всё равно будут плохо освещены.

Поэтому для комфортного равномерного освещения требуется множество источников света, которые нужно грамотно распределить по помещению. Освещение должно быть многопозиционным.

1.25 Солнечный свет

Давайте вспомним, как дети рисуют Солнце: круг с расходящимися от него линиями-лучами.

Солнце действительно именно так распространяет свой свет. Однако когда мы говорим о солнечном свете, освещающем объекты на Земле, мы представляем его в виде потока параллельных лучей.

Это допущение возможно потому, что Солнце находится очень далеко от нас. Так или иначе, его свет распространяется прямолинейно. Поэтому если на пути потока лучей встаёт препятствие, например, дерево или дом, то за ним образуется тень.

1.26 Как придать направление свету

И Солнце, и лампа накаливания излучают свет в одинаковом количестве во всех направлениях. На распространение солнечных лучей мы повлиять не можем, но искусственный источник света можно направить туда, куда хочется. Для этого в нашем распоряжении есть много приспособлений, являющихся частью светильников.

Если накрыть лампу абажуром, она будет светить в ту сторону, куда повернут абажур. Другой искусственный источник света, прожектор, даёт чёткий луч, для создания которого используется система линз и зеркал.

1.27 Призмы

Свет, как мы уже говорили, распространяется прямолинейно, но с помощью определённых приспособлений можно заставить лучи двигаться по более сложной траектории. Регулировать этот процесс можно с помощью призм.

Призмы – это многогранники, имеющие основание и грани, которые наклонены друг к другу. Они изготавливаются из прозрачного материала, обычно из стекла.

Призма пропускает свет, причём делает это направленно, то есть практически не рассеивает световой поток. В то же время она преломляет луч на определённый угол. Каким же образом это происходит?

1.28 Ход луча в призме

На грань призмы световой поток падает под определённым углом. В стекле этот угол уменьшается, поскольку оно обладает большей оптической плотностью.

После преломления луч продолжает свой путь внутри призмы. Для противоположной грани он уже будет падающим. При переходе луча из стекла в воздух угол снова увеличивается. Это естественно, ведь воздух – оптически менее плотная среда.

Углы преломления определяются по отношению к перпендикулярам к границам сред в точках падения луча – нормалям. За счёт того, что грани призмы не параллельны, нормали находятся под углом друг к другу. В результате мы видим, что свет, проходя через призму, отклоняется к её основанию.

1.29 Закономерности призмы

Насколько призма способна изменить первоначальное направление светового пучка? Это зависит от нескольких факторов: угла между гранями призмы, угла падения луча на первую грань и показателя преломления материала, из которого сделана призма, по отношению к окружающей среде.

Таким образом, подбирая форму призмы и поворачивая её, можно в широких пределах управлять световыми потоками. Мы не только можем задать лучу совершенно иную траекторию, но и даже развернуть его в противоположную сторону.

Хрустальная подвеска, состоящая из нескольких призм, будет сверкать на солнце именно из-за многократного преломления солнечных лучей. Их движение по сложной траектории создаст красивую игру света в хрустале.

1.30 Линза

Если соединить две призмы основаниями, то можно получить новое приспособление – линзу. С детства мы знаем, что с её помощью можно разжечь костёр…

Дело в том, что такая выпуклая линза собирает солнечные лучи и формирует сходящийся световой поток. Она обладает и другими интересными свойствами, например, увеличивает изображение. Поэтому её обычно используют в качестве лупы. Есть и другие линзы, которые, наоборот, рассеивают свет и уменьшают изображение.

Эти возможности линз позволяют широко использовать их при производстве многих оптических приборов и просто в быту.

Свет распространяется прямолинейно, но с помощью призм можно заставить лучи двигаться по более сложной траектории.

1.31 Эффекты линз

Поведение лучей внутри призм и линз изучает геометрическая оптика.

Мы не будем рассматривать в данной книге все варианты преломления света в них, однако важно запомнить, что световые потоки формируют изображение. И если мы можем изменить направление светового потока, значит, можем манипулировать изображением. С помощью оптических элементов (линз, призм, зеркал и других приспособлений) можно его уменьшать, увеличивать, зеркально поворачивать и проецировать на любую плоскость. Можно создавать искажения и иллюзии.

1.32 Использование оптики

Оптические элементы – важнейшие детали любых приборов, позволяющих получить изображение: телескопов, микроскопов, прожекторов, фото- и видеокамер.

Биологической линзой является и хрусталик нашего глаза. Он формирует картинку, которую мы видим, по тем же законам геометрической оптики. Иногда нам бывает нужно скорректировать его работу с помощью очков или расширить его возможности с помощью бинокля или подзорной трубы.

Практика декоратора

Глянцевость и прозрачность

Декоратор постоянно работает с предметами, которые имеют различные свойства и фактуру, а потому отражают и пропускают неодинаковое количество света. Но люди часто путают глянцевость с прозрачностью, поверхностный блеск и внутреннюю мутность.

На самом деле эти качества никак не связаны друг с другом. Стекло может иметь глянцевую поверхность, и при этом через него не будут видны предметы. В то же время оно может быть прозрачным, а его поверхность будет заматированной с помощью химии или пескоструйной обработки.