Михаил Ивановский - Семья Солнца

Телескоп Галилея был несравненно лучше голландской трубы, он давал увеличение в тридцать раз.

Затем другой великий астроном — Иоганн Кеплер — еще более усовершенствовал телескоп.

Прибор этот, в сущности, очень прост. Понять его устройство легко, а поняв, можно без особого труда построить телескоп, который будет не хуже галилеевского. Чтобы уяснить себе секрет действия телескопа, надо прежде всего ответить на два вопроса.

Первый: почему далекие предметы мы видим меньшего размера, чем близкие?

Второй: как луч света проходит через выпуклое стекло?

Ответ на первый вопрос. Возьмите обыкновенную спичку и держите ее вертикально в вытянутой руке. Смотрите то на спичку, то на какой-нибудь удаленный предмет. Пусть это будет телеграфный столб. Конечно, столб больше спички по крайней мере раз в сто, столбы делают пятиметровыми, а спичка имеет в длину всего пять сантиметров. Но вашему глазу спичка кажется такой же, как столб. Почему это так? Для объяснения такого явления художник на рисунке провел линии от концов спички и от концов столба прямо к глазу.

Видимая величина предмета зависит от угла зрения.

Эти линии изображают световые лучи, идущие от краев наблюдаемых предметов.

Лучи, как видите, сходятся к глазу углом. Он имеет особое название — угол зрения. Сравните размеры углов, образованных лучами от спички и лучами от столба. Ясно, что они одинаковы.

Значит, видимая величина предмета зависит от угла зрения, иначе говоря, от того, под каким углом сходятся световые лучи в нашем глазу. Это ответ на первый вопрос.

Теперь ответим на второй. Луч света, переходя из воздуха в какое-либо другое прозрачное вещество, например, в воду, стекло, кварц, изменяет свой путь. Он, как говорят, преломляется.

Преломление лучей в воде.

Поэтому ложечка, опущенная в стакан с водой, кажется как бы сломанной. На самом деле она, разумеется, цела, только преломление световых лучей в воде исказило ее вид.

Тонкие плоские стекла, вставленные в оконные рамы, почти не искажают картину за окном. Но если вам попадется стекло неровное, с выпуклостями, неодинаковой плотности, то вы увидите через такое стекло предметы совершенно изуродованными. В этом виновато преломление лучей в неровностях стекла.

А что будет, если взять выпуклое, хорошо отшлифованное стекло? Посмотрите на рисунок, изображающий муху. Если выпуклого стекла нет, то лучи от мухи сходятся к глазу под маленьким углом, но стоит поднести близко к рассматриваемому предмету выпуклое стекло, — угол зрения раздвинется.

Преломление лучей в линзе увеличивает угол зрения и как бы приближает предмет.

Мы знаем, чем больше угол зрения, тем большим нам кажется предмет. И муху сквозь выпуклое стекло мы увидим сильно увеличенной.

Итак, чтобы увидеть предмет большим, чтобы приблизить к глазу его изображение, надо с помощью стекол изменить угол зрения, сделать этот угол большим.

Выпуклое стекло называют по разному. Оптики и астрономы именуют его двояковыпуклой линзой, или лупой, или собирательным, или даже зажигательным стеклом.

Наверно вы пробовали собирать лупой солнечные лучи в пучок и яркой точкой на конце светового пучка прожигать бумагу. Так нередко поступали путешественники: не имея спичек, они добывали огонь с помощью лупы прямо из солнечного света.

Лупа благодаря своей форме, похожей на чечевицу, собирает лучи и оправдывает название собирательного, или зажигательного, стекла.

Лупа, собирая солнечные лучи в пучок, прожигает бумагу.

Чем выпуклее стекло, тем короче получается пучок солнечного света. У слабо выпуклых стекол, у таких, какие вставляются в очки, солнечные лучи соберутся в точку на расстоянии метра, а то и двух от стекла. Это расстояние называется в оптике фокусным расстоянием. Сильно выпуклые стекла называются короткофокусными, а почти плоские — длиннофокусными.

Но какую бы лупу мы ни взяли, все равно через нее можно разглядывать только предметы, находящиеся вблизи. Рассмотреть же сквозь лупу что-нибудь далекое не удается, лучи так путаются, что ничего не видно. Лупа близорука, вдаль через нее смотреть нельзя. А ведь планеты и звезды находятся очень далеко от нас. Чтобы лупу сделать дальнозоркой, надо надеть на нее очки, то есть добавить еще одно стекло, которое приблизит к лупе изображение далекого предмета. Тогда лупа покажет изображение сильно увеличенным.

Телескоп всегда делают из двух стекол. Одно из них, обращенное к предмету, называется объективом — это «очки», другое, находящееся возле глаза, окуляром — это лупа. Объектив и окуляр как бы деляг работу между собой. Объектив придвигает изображение к окуляру, а окуляр позволяет человеческому глазу рассматривать это изображение под большим углом зрения.

Если у вас есть фотоаппарат и лупа, то вы в одну минуту можете сделать себе телескоп. Достаньте ваш «Фотокор», раскройте и установите так, как будто собираетесь снимать далекий вид. Наведите на резкость, чтобы на матовом стекле получилось четкое изображение далеких предметов. Затем возьмите лупу и посмотрите на это изображение через нее. Лупа сильно увеличит его.

Нетрудно догадаться, что матовое стекло излишне. Выньте его, а лупу держите на прежнем месте, — изображение станет яснее, четче и светлее. Вот и готов телескоп. В нем видно все вверх ногами. И настоящие телескопы показывают небесные светила перевернутыми, но это никого не смущает: во Вселенной нет ни верха, ни низа, и поэтому безразлично в каком положении рассматривать планеты и звезды

У кошки днем зрачки узенькие, как щелочки. Ночью они расширяются и делаются круглыми, большими; поэтому-то кошка и видит ночью очень хорошо. Так же устроены глаза у сов, у летучих мышей. И у людей ночью, в темноте, зрачки расширяются. Отверстие, через которое свет проникает в глаз, делается большим, и поэтому зоркость глаза увеличивается. Значит, зоркость зависит от величины зрачка — того отверстия, через которое поступает в глаз свет.

Это целиком относится и к телескопу. Чем больше его зрачок — объектив, тем он зорче. Поэтому линза в объективе должна быть возможно большей, чтобы собрать как можно больше световых лучей. А окуляр может быть очень маленьким, ведь его задача — лучи, собранные объективом, доставить нашему глазу. Поэтому окуляр не следует делать намного большим, чем зрачок нашего глаза.