Johann Kern, Stuttgart, jo_k@gmx.net
В статье на основе эксперимента показывается, что видимый спектр «разложения» света может сильно зависеть от материала призмы. Ставится под сомнение само понятие «разложения». Возможно, более правильным было бы понятие «преобразования света».
Тот, кто читал мою статью Антидисперсия – явление, обратное разложению света?, возможно, может вспомнить, что в ней были следующие слова: „Чтобы это выяснить, придётся снова строить водяную призму, а может быть и сразу две“.
Так вот, мне крупно повезло, я нашёл в продаже два сосуда в виде призмы из плекса. Не совсем такие, какие хотел бы, а с равносторонними гранями. Размеры её 23 х 52 см. Толщина стенок – 6 мм. Края пластин скошены под углом в 30 градусов так, что их можно приложить друг к другу и склеить. Чем они склеены, мне не известно, но клей, повидимому, совершенно бесцветный и прозрачный. Поэтому на стыке пластин получились «призмы» из плекса с размером граней около 8 мм. Об этих «призмах» и пойдёт речь дальше.
Получив эти сосуды, я заполнил их частично водой (высота водяной призмы в 52 см мне не нужна, хватит 20-30 см) и испробовал. На расстоянии друг от друга до 20 – 25 см я мог их вращать на угол не менее 30 градусов и при этом при рассматривании предметов через обе призмы сразу не видеть никаких цветовых искажений. (Если читатель не понял этой фразы, но хочет её понять, он может обратиться к указанной выше статье)
Удовлетворив этим своё любопытство, я поставил их на подоконники в разных комнатах, где в одной ко мне в окно солнце заглядывает с утра, а в другой – под вечер. И вот тут-то меня и подстерегала неожиданность. Благодаря этим призмам я видел сразу множество радуг, как на стенках, так и на полу. К радугам от аквариумов я давно привык и, можно сказать, не замечал их. Но вскоре я заметил, что одна радуга по длине гораздо больше высоты слоя воды в аквариуме. Оказалось, что она появляется именно за счёт самих стенок из плекса, а вода тут не при чём. Когда мы видим нечто знакомое, мы далеко не всегда замечаем все подробности. Но случайно я пригляделся, и заметил, что эта радуга не такая, как все. Сравнивая радугу на полу (от преломления в слое воды) и радугу на стене (от преломления в призме из плекса), можно было заметить, что у них совершенно различный спектр. Цвета в радуге на полу чётко следуют последовательности „Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан“. В этой последовательности мы, согласно учебникам, монотонно переходим от относительно длинных красных волн ко всё более коротким фиолетовым. В радуге на стене (от призмы из плекса) красный цвет практически отсутствует, но зато после синего видно, не очень чётко, но видно, ещё и какой то малиновый (или близкий к нему) цвет. А за малиновым, но ещё более слабо, ещё какой то зеленоватый цвет. На радугу второго порядка это явно не похоже. Поэтому мне в этой радуге видится нарушение монотонности изменения длины волны — за фиолетовым цветом с короткими волнами снова следует цвет с более длинной волной. Более того, в этой радуге кроме красного цвета очень слабо представлен синий и фиолетовый цвет. У этой радуги действительно совсем иной спектр.
Разумеется, я попытался сфотографировать эту радугу (см. фото 1).
Фото. 1
На этом фото показан спектр на экране напротив окна. После зелёного цвета можно разглядеть нечто вроде фиолетового, за которым видно явно малиновый оттенок. За малиновым идёт второй зелёный цвет, который виден разве что только мне, так как я знаю, что он есть.
Но после этого снимка мне удалось «заманить» спектр в тень на участке стены, расположенном под подоконником. Спектр здесь не «упирается» в стену, а как бы скользит (размазывается) по ней. Кроме того, эта стена освещается только переотражёнными лучами, поэтому она намного темней. Всё это привело к тому, что снимки такие непохожие, хотя они и порождены от тех же лучей. И вот на втором снимке видно то, что раннее не замечалось: после зелёного цвета виден отчётливо не только малиновый цвет, но и ещё один зелёный, а за ним едва намеченный ещё один малиновый цвет (фото 2). Передача цветов на снимке не совсем естественная, но чётко видно, что это совсем иной спектр с иной последовательностью цветов (по сравнению со спектром, получаемым при прохождении через водяную призму).
Фото 2.
О чём это говорит?
Во первых, спектр, повидимому, зависит от материала призмы. (Автор исходит из того, что место склейки не могло дать подобное изменение спектра).
Во вторых, последовательность цветов в данном спектре не соответствует нашим установившимся понятиям о монотонном изменении длины волны в спектре, а это может говорить о том, что цвета спектра не имеют никакого отношения к длине волны. Кажется невероятным, чтобы длина волны могла в спектре колебаться туда и сюда, а не меняться монотонно в одном направлении.
В третьих, можно ли теперь говорить о том, что разложение света соответствует цветовым «составляющим»? Ведь у нас получается, что в зависимости от материала призмы меняются цветовые составлявшие света. Появляется подозрение, что свет не разлагается на цветовые составляющие, а преобразовывается. Преобразование с помощью различных материалов, очевидно, может быть различным. Разложение же всегда должно быть одинаковым.
Автор будет рад мнению читателей, которые смогут объяснить результаты эксперимента по другому.
Рис. 3. Схема хода лучей.
Большой треугольник – это водяная призма. Маленькие тругольники в углах большого – это призмы из плекса. 1 – луч от солнца, уходящий вглубь комнаты на стену (экран), противоположную окну. Водяная призма опирается на подоконник только частью своего основания. 2 – луч от солнца, проходящий через призму из плекса, расположенную внутри комнаты за пределами подоконника. 3 – внутренний край подоконника. Эта же линия обозначает стенку под подоконником. Так как используются естественные лучи солнца, то все лучи немного скошены вниз. Солнце находится на 10-20 градусов выше горизонта. Луч 2 (радуга) падает косо вниз под линию подоконника на стенку под окном. Поэтому на рис. 2 радуга в правом нижнем углу снимка ограничена тёмным пятном с наклоном границы пятна вниз.
Водяная призма на подоконнике может быть немного повёрнута относительно положения на данном рисунке для получения более оптимального изображения радуги на рис. 1 или на рис. 2.