У меня в глазу спектрометр: инструкция по разложению света невооруженным взглядом.
Фраза Бианта Приенского «все свое ношу с собой» усилиями Цицерона стала крылатой. Вряд ли ее автор, покидая родной город с пустыми руками, подозревал, что носит с собой спектрометр, — но тот у него наверняка был. Есть такие спектрометры и у многих из нас — для того чтобы им воспользоваться, достаточно снять очки и присмотреться цветным пятнам, в которые превращаются отдаленные источники света. Сейчас расскажем, на что надо обратить внимание, чтобы произвести спектрометрическое измерение невооруженным глазом.
Введение
Я ношу очки с детства, у меня миопия (близорукость). Поэтому точечные источники света для меня выглядят как цветные пятна, а астигматизм придает им форму эллипса. Эти пятна чем-то похожи на объекты в расфокусе фотокамеры — но что важно, они крайне неоднородны, потому что наши глаза — это довольно «поношенные» объективы. На поверхности слизистой глаза часто плавают мелкие пылинки, в глазном яблоке есть дефекты, сам зрачок не идеально ровный, в общем, погрешностей у нашей оптической системы предостаточно. Я замечаю это все чаще: с возрастом мое зрение ухудшается, и, как следствие, размер видимых мной пятен увеличивается.
Не так давно я шел мимо шиномонтажного вагончика недалеко от моего дома. Он выглядел так, будто на дворе до сих пор 90-е годы прошлого века. Единственным анахронизмом в его образе была светодиодная лампа на крыше, которая переливалась всеми цветами радуги (до массового рынка светодиоды дошли уже в XXI веке, примерно тогда же, когда японским создателям недостающего элемента, синего диода, вручили за их изобретение Нобелевскую премию по физике).
Цвет лампы циклически менялся по всему спектру видимого диапазона — от красного до фиолетового, — и когда я оглянулся, отойдя подальше, то обратил внимание, что размер видимого мной пятна тоже циклически меняется. Никакой магии здесь не было: я просто столкнулся с хорошо известной в оптике хроматической абберацией — искажением, при котором волны разной длины фокусируются линзой в разных точках, и вокруг объекта возникают несколько его копий разного цвета и размера.
Хроматическую аберрацию обычно упоминают, говоря о работе фотоаппаратов или других оптических приборов — телескопов, микроскопов и тому подобного. Увидеть ее своими глазами довольно сложно, особенно если зрение у вас идеальное. Но если верить книге «Цвет в науке и технике» за авторством Джадда и Вышецки (это первое, что попало мне в руки, когда я взялся изучать вопрос о хроматической абберации), именно поэтому фиолетовый для коммуникации на больших расстояниях, в семафорах и прочих сигнальных огнях, не используют. Фиолетовый свет получают на практике, смешивая красный и синий, и для удаленного наблюдателя один из них расплывется в пятно, а сигнал, соответственно, изменится.