Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2004 № 05

Пройдя сначала через собирающую, а затем через рассеивающую линзы, пучки света так и остаются параллельными, но сжимаются и резко увеличивают свой наклон по отношению к оси прибора. Когда же эти пучки попадают в наш глаз, он начинает различать, откуда этот свет пришел. А поскольку направление пучков изменилось, глаз увидит звезды на большом угловом расстоянии друг от друга — раздельно.

Конструкцию Галилея применяют сегодня лишь в качестве театрального бинокля. Современные же подзорные трубы сложнее и дороже. Состоят из множества подвижных и неподвижных линз.

Но что такое линза? Во всех учебниках ее рассматривают как совокупность бесконечного числа отдельных призм.

Возможно, это и навело В. Поля на мысль сделать телескоп из одних только призм.

Возьмите две призмы, которые применяют в школе для опытов по разложению света, поставьте их, как показано на рисунке 2, и взгляните через них на удаленные предметы.

Вы увидите, что они стали шире. Если добавить другую такую же пару призм, поставив ее перпендикулярно, то удаленные предметы будут увеличены равномерно. Так можно из одних только призм построить подзорную трубу или телескоп (рис. 6).

Опыт этот Поль опубликовал более полувека назад. Воспроизводится он за считаные минуты и дает отличные результаты. А поскольку призма гораздо дешевле в изготовлении, чем линза, можно только удивляться, что до сих пор никто не занялся производством простых телескопов и подзорных труб конструкции Поля.

Этот эксперимент с обычной собирательной линзой на подставке начнем, как обычно делают в школе, а закончим так, как рекомендовал бы Вихардт Поль.

Итак, ставим перед линзой лампочку от карманного фонаря. Если рассмотреть изображение лампочки на экране внимательно, то можно заметить, что оно достаточно четко и резко лишь в центре, по краям оно расплывчато и искажено.

Если же поставить после линзы кружок с отверстием — диафрагму (см. рис. 3), то искажения заметно уменьшатся. Чем меньше размеры отверстия, тем четче будет изображение.

Однако при этом сильно уменьшается его яркость. Это явление ставит в затруднительное положение создателей фотоаппаратов и телекамер. На фотопленке или матрице телекамеры всегда желательно иметь не только четкое, но максимально яркое изображение. Поэтому в оптических приборах одиночную линзу заменяют целой их системой. Такой объектив сложен в производстве, зато позволяет обходиться диафрагмами большого размера без потери четкости и яркости.

Но есть и другой путь. Геометрические искажения линзы в значительной мере вызваны ее сферической формой. Если же придать ей форму параболическую, они уменьшатся.

Оптики знают об этом почти два века, но, к сожалению, изготовление стеклянной параболической линзы обходится в десятки раз дороже.

В последние десятилетия промышленность научилась точно, быстро и дешево отливать линзы любой формы из пластика. Их часто применяют не только в дешевых, но и в очень дорогих фотоаппаратах. Так, например, в 70-е годы XX века японская фирма Canon выпустила в продажу объектив, как бы «видящий» мир вдвое ярче, чем человеческий глаз. Достигалось это введением в него одной, но очень хитроумной по форме пластмассовой линзы.

Однако вернемся к лабораторному столу и продолжим эксперимент в соответствии с рекомендациями Поля.

Возьмите еще одну лампочку, поставьте ее позади первой и попробуйте получить на экране изображение сразу обеих. Вы увидите на экране, что та лампочка, которая стоит дальше, выглядит меньше. Казалось бы, иначе и быть не должно. Но если (рис. 4) отодвинуть лампочки подальше (на расстояние больше фокусного) да диафрагму отодвинуть от линзы на расстояние, равное фокусному, или, как принято говорить, разместить ее в заднем фокусе линзы, то размеры изображений станут практически одинаковы.

Этим явлением пользуются, например, в измерительных микроскопах. За мелким предметом, размеры которого хотят уточнить, размещают прозрачную стеклянную шкалу со штрихами, а диафрагму ставят в заднем фокусе объектива. Изображение предмета при этом совмещается с изображением шкалы. Умножив размер предмета, выраженный в числе пересеченных им штрихов, на цену деления, определяют его истинный размер. Этот же принцип используется и в оружейных оптических прицелах.

Очень часто в кинофильмах можно увидеть длинную улицу с движущимися прямо на зрителя автомобилями. При этом размеры как первого, так и последнего почти равны. Достигается это применением аналогичного эффекта, возникающего в так называемых ZOOM-объективах, — объективах с переменным фокусным расстоянием.

Совсем удивительный эффект получится, если диафрагму отодвинуть на расстояние больше фокусного (рис. 5).

Перспектива станет обратной. Фотографы и телеоператоры иногда используют этот эффект для построения гротескных изображений. Например, можно обычного человека представить великаном, стоящим над городом.

М.КАТКОВА

Рисунки автора

Каких только столов не изобрело человечество на протяжении своего развития: массивных обеденных — с огромными резными ногами-тумбами, маленьких журнальных с тонкими ножками, раскладных, откидных из дерева, пластика, ДСП и даже прессованной бумаги.

Сегодня предлагаем вашему вниманию маленький столик-книжку. Сложенный, он почти не занимает места в доме, но позволит разместить компанию из 6–7 человек. У столика, как и у всех столов, 4 ножки. Три из них — постоянные, а четвертая — убирающаяся.

Именно она позволяет складывать и раскладывать столик вдвое. Более того, под столешницей предусмотрена удобная полочка для газет, журналов, женского рукоделия.

Для работы вам понадобится многослойная фанера толщиной 16–18 мм. Прорисуйте на ней карандашом детали будущего столика, задавшись необходимыми вам размерами. Высота — 800 мм, откидная крышка — 90x50 мм, радиус полукруглой столешницы — 450 мм. Затем выпилите их электролобзиком.