Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Волшебные зеркала Востока

E-mail

Главная

Что удивляет в этих зеркалах?
С виду обычное металлическое бронзовое зеркало, в котором можно увидеть свое отражение. Отполированная до блеска лицевая сторона зеркала немного выпуклая, а на тыльной стороне выдавлен рисунок.

Но!
Если этим зеркалом поймать «солнечный зайчик» и направить его на какой-либо экран (стену, бумагу), то на экране мы увидим слегка размытое призрачное изображение рисунка с обратной стороны зеркала, а иногда и рисунка, которого вообще не видно на зеркале ни с какой стороны.

  

Откуда они?
Самое древнее «волшебное» зеркало найдено в Китае и относится к 500 г. н.э.
Позднее «волшебные» зеркала появились и в Японии, а в 1877 году в Англии была даже устроена выставка «волшебных» японских зеркал.

Они из металла!
Однако, вероятно из-за производимого эффекта, такие зеркала в Китае называют «прозрачными зеркалами».
А разве металл прозрачен?
Задумались? Сомневаетесь?
Логично!

Интересно, что исследователям древностей известны сотни китайских зеркал, но лишь немногие из них «волшебные».
Размеры «волшебных» зеркал разнообразны: от маленьких диаметром 5 см до больших (диаметр 52 см, вес около 12 кг).
Кстати, во второй половине 20 века в Китае появились современные «волшебные» зеркала, которые ни в чем не уступали древним.

А что думают об этом ученые?
Цитата из книги китайского ученого Шень Гуа «Раздумья об озере снов», написанной в 1086 году: «Есть «зеркала, пропускающие свет», на задней стороне которых нанесено около двадцати старинных иероглифов, которые невозможно прочитать … если на такое зеркало упадет солнечный свет, то все они «проступают» на лицевой стороне и отражаются на стене дома, где их можно отчетливо видеть … считают, что при отливке зеркал более тонкая сторона остывала первой, а сторона с узорами, будучи более толстой, остывала позже, и в бронзе образовывались мелкие трещины, поэтому на лицевой стороне есть сквозные линии, которые не видны глазу».

В начале 19 века шотландский физик-оптик Д. Брюстер после исследования «волшебного» зеркала объяснил секрет зеркала нанесением раствора кислоты на лицевую сторону с последующей шлифовкой.

Известно, что волшебными зеркалами в 19 веке обладали знаменитые ученые математик Лаграж и астроном Араго.

В 1932 г. английский физик У. Брэгг выдвинул свою гипотезу: лицевая полированная поверхность зеркала имеет незаметные для глаза неровности, которые становятся видимыми при увеличении изображения на стене.

Наиболее реальной кажется версия, что «волшебство» зеркала закладывалось само собой при его изготовлении. Секрет кроется в несовершенстве технологического процесса.

При изготовлении бронзовой пластины методом литья, благодаря рельефу на тыльной стороне, толщина зеркала не одинакова, в результате после остывания пластина может иметь не очень ровную лицевую поверхность.
При выдавливании или вырезании рельефа рисунка толщина бронзовой пластины также становится разной, и на другой стороне появляются неровности.

Сделали рельеф на обороте, а теперь надо навести глянец с другой стороны, шлифуя и полируя лицевую поверхность до зеркального блеска.

Какого же труда стоил этот процесс древним мастерам!

Именно при шлифовании появляется небольшая выпуклость всего зеркала.
При шлифовании и полировке в результате давления на участки разной толщины на лицевой поверхности возникает множество микроскопических выпуклостей и впадин, которые после окончания процесса полирования начинают отражать как сферические зеркала.
Обратите внимание, как происходит отражение световых лучей на неровностях: выпуклое зеркало рассеивает свет, а вогнутое, наоборот, собирает лучи.
Выпуклости становятся рассеивающими световые лучи микрозеркалами, а впадинки - собирающими.

Поэтому в изображении на стене, темные участки соответствуют выпуклостям, а вогнутые - впадинам. Отраженный от разных участков зеркала свет становится как бы изменяющимся по яркости, и это изменение яркости полностью соответствует рельефу на обратной стороне зеркала.


Какой же величины должны быть эти неровности, чтобы их наличие сделало зеркало "волшебным"?
Допустим есть небольшое углубление на поверъхности зеркала с диаметром d = 2 мм.
Фокусное расстояние такого вогнутого сферического зеркала будет составлять примерно F = 0,5 м
а образующая окружность будет иметь радиус R = 2F = 1 м.
Тогда глубина впадины будет равна


 ,что составит после расчета h = 0,5 микрон.
Если постараться, то эти мельчайшие неровности можно все-таки заметить на "волшебном" зеркале, если подставить его под свет люминесцентной лампы и, медленно поворачивая, внимательно рассмотреть.

Вернемся к нашему мастеру!
Мастер постарался, он видит в зеркале свое отражение, поверхность зеркала кажется ему идеально гладкой. Увы, но обычно глазу человека не удается различить микроскопические неровности на отражающей поверхности зеркала …
Зеркало готово!
А догадывается ли мастер, что его творение может быть еще и «волшебным»?

Может быть, изготовив зеркало, мастер проверял его на «волшебство», направив яркий солнечный луч с зеркала на стену …
А, заметив на стене туманный призрачный рисунок с обратной стороны зеркала, гордо думал о себе: «Я – Мастер!»

А Вы знаете, что, среди «волшебных зеркал» были обнаружены зеркала, у которых отражение на стене не соответствовало выдавленному рисунку на обратной стороне! Так, например, в одном из буддистских монастырей существовало зеркало, на обратной стороне которого был изображен морской ночной пейзаж, а в отражении на стене появлялась - фигура Будды в цветке лотоса.

Здесь ученые выдвигают, а современные изготовители подобных зеркал подтверждают другой способ: лицевая сторона сначала шлифуется, затем здесь же наносится рисунок, вытравливается с помощью кислоты и, наконец, поверхность опять до блеска полируется.
В результате - тот же эффект появления многочисленных микроскопических сферических зеркал, а на стене мы видим отражение вытравленного рисунка.

Очевидно, что рецепт изготовления «волшебного» зеркала не является единственным.
И, как говорят, Восток – дело тонкое!

Но, и мы «не лыком шиты!
В журнале «Наука и жизнь» (4, 2001) любознательным предлагается попробовать самостоятельно изготовить «волшебное» зеркало из обычной монеты, по всем правилам зачистив одну из сторон до блеска.
«В кармане не убудет», если мы одну «желтенькую» монетку превратим в «волшебное» зеркало!

А Вы как думаете?

{jcomments on}

Источник: рис. журн. "Phys. Unserer Zeit"