Это очередная (уже пятая по счету) статья про тень, но перечислять в каких интересных областях человеческой деятельности работает этот неутомимый и главное бесплатный помощник можно продолжать и продолжать.
Мы знаем, что тени возникают когда на пути направленного светового луча находится какая-то непрозрачная или полупрозрачная преграда.
А свет сам по себе может давать тень? Да, может. Поместите на подоконник горящую свечу. Только день должен быть ярким, солнечным.
Лучи света будут падать на свечу, и вы увидите не только тень от подсвечника, но и струящуюся тень пламени, похожую на граненый бокал. Тени разной плоскости и рисунка возникают на кафеле ванной, если в холодную воду пустить струю кипятка.
Появление таких теней объясняется различной величиной преломления световых лучей в прозрачных веществах неодинаковой плотности.
Воздух нагревается в пламени свечи, он становится легче, менее плотным. Коэффициент преломления лучей уменьшается. Горячий воздух устремляется вверх, и свет, преломляясь по-разному в нагретом воздухе и в холодном, оставляет теневой след. Различная плотность кипятка и студеной воды дает такой же эффект в нашем опыте в ванной.
В конце XIX века немецкий физик Теплер построил прибор, позволяющий увидеть четкую тень от пламени зажженной спички, от дыхания человека, даже от тепла, идущего от руки.
Эти тени можно сфотографировать. Поначалу подобные приборы воспринимались, как забава, но вскоре, по мере развития техники, они стали приносить существенную пользу.
Аэродинамическая труба
Авиаконструкторы, прежде чем построить новый самолет, испытывают его модель в аэродинамической трубе.
Там создаются условия, в которые настоящий самолет может попасть во время полета. Под влиянием мощной струн воздуха возле модели возникают вихревые волны. Они либо помогают самолету лететь, либо тормозят его движение. Но эти воздушные волны обыкновенным глазом нельзя увидеть. Тогда вспомнили о тени.
С помощью прибора Теплера на экран удалось спроецировать теневое кружево воздушных потоков. Невидимка стал видимым. Теперь только наблюдай и делай расчеты, как улучшить форму самолета.
Аэродинамические трубы с приборами Теплера пригодны не только для самолетов. Можно помещать модели ракет, мостов, кораблей и проверять воздействие на них потоков воздуха.
Тени помогают конструкторам добиваться наиболее целесообразной формы сооружения.
Палеопатология
Рентгеновские тени помогли ученым, в полном смысле слова, вызвать к жизни тени древних.
Недавно возникла новая наука — палеопатология. Она изучает болезни людей прошлого. Рассматривая в лучах Рентгена кости, раскопанные в курганах исследователи:
- учатся читать по их теням трагедии истории: массовые побоища, зверские убийства, насилия;
- определяют, чем болели древние люди.
С помощью рентгеновских теней были развеяны будоражащие многие умы легенды о «золотом веке», который якобы существовал на Земле в доисторические времена.
Теневой станок
Тени легко изменяют свои размеры: стоит только поближе поднести источник света, как тень от предмета сразу же вырастает во много раз. Значит, такая тень-исполин дает возможность лучше рассмотреть, например, очень маленькую деталь.
Заработала конструкторская мысль, и был изобретен специальный профильно-шлифовальный станок, на котором детали обрабатываются по их тени. Оптическая система отбрасывает на матовый экран тень заготовки, увеличенную в пятьдесят раз. На этом же экране возникает проекция чертежа, по которому надо отшлифовать деталь.
Мастер смотрит на огромную тень на экране и придает миниатюрной заготовке форму чертежа. Теневой контролер обеспечивает точность обработки до сотой доли миллиметра.
Так очень просто можно и блоху подковать. Ошибка исключена.
Археологический детектив
Очень много внимания в свое время привлек факт обнаружения гробницы египетского фараона Тутанхамона. Но определенно, все интересы в тот момент были обращены на описание и исследование исключительно богатой находки.
Однако, была в этой истории и такая деталь: над левым ухом фараона виднелся след раны. Эта деталь не привлекла тогда должного внимания ученых.
И только через много лет английский профессор Гаррисон задался целью с помощью рентгеновского аппарата выяснить что послужило причиной смерти столь молодого фараона. (Тутанхамон скончался 20 лет от роду примерно в 1340 году до нашей эры).
Рентгеновский снимок показал, что Тутанхамон погиб от раны. Но было ли здесь преступление? А может быть, имел место несчастный случай? Или на голове фараона оставил свой след нож древнеегипетского хирурга? Вопросы, на которые пока так никто и не нашел ответа.
Тень - соперница Солнца
Да, действительно соперница, и не только потому, что возникает всякий раз, когда появляется Солнце и свет, но и потому, несет за собой не меньше полезных качеств для жизни человека, что и Солнце.