Вторую часть посвятим простейшим экспериментам.
Для начала "реквизит":
Фонарик светодиодный - меньше, увы, не нашлось.
Лупа. Обычная лупа, 75 мм диаметр.
Бумажки для записи в коробке - это подставка под экран - лист бумаги.
Несколько резинок-ластиков - подставка под фонарик.
И "главное действующее лицо" - стеклянный шарик-глобус.
Был мне подарен в прошлой жизни перед первой поездкой за границу. В Непал. Тогда еще Королевство Непал. Несмотря на миниатюрность глобуса и миниатюрность Непала как страны - на этом глобусе для него нашлось место.
Между Индией и Китаем, несколько преувеличенно, без названия (название никак не вписать) но все же изображен.
Вообще, к глобусам у меня "слабость" - нравятся. Карты - географические - то же нравятся. И звездные тоже. Но глобусы - особо.
Место действия - то есть проведения опыта по оптике - большой офисный стол.
Фотоаппарат - то самый суперзум на штативе. Которым снимал Луну.
Для начала такая оптическая схема:
Фонарик, линза (лупа), экран, фотоаппарат. Выстраиваем в линию, получаем такую пару кадров:
Это изображение - с фоновым верхним светом.
Если его выключить и оставить только один источник - фонарик - получим такую картину:
Как видим - классический оппозиционный эффект.
Но в случае достаточно длиннофокусной линзы - а лупа таковая и есть - если их будет несколько, то яркое пятно можно рассмотреть не только через линзу ее создавшую - находясь на одной линии. Но и через соседнюю линзу.
Тогда оппозиционных эффектов (название только какое то другое - положение будет не оппозиционное) будет несколько, хотя "боковые" будут менее яркие. Будет некое "перемеживание", при фиксированном положении источника света и перемещении наблюдателя - эффект есть, яркое свечение, затем чернота, затем сново свечение, но уже менее яркое. снова чернота и т.д....
Переходим к "короткому фокусу".
Собираем схему:
Освещение - фонарик. Фотоаппарат в стороне от оптической линии.
Как видим, экран - белый лист бумаги - неплохо освещен. Стеклянный шарик, то есть глобус - темнее чем экран.
Пытаемся свести оптические оси - источника света и наблюдателя-фотоаппарата - вместе. Насколько возможно - фонарик закрывает глобус. Получаем:
Как видим, разница в яркости значительная. Намного больше, чем на предыдущем фото.
Включаем верхний свет:
Ничего радикально не меняется, то же значительное различие в яркости.
Заглядываем "за кулисы":
Шарик-глобус отстоит от экрана на минимальное расстояние.
Если шариков будет несколько - рассмотреть через соседний яркое пятно не получится - во-первых, потому, что оно закрыто "своим" шариком, во-вторых - оно будет не в фокусе.
Оппозиционный эффект росы.
Про него было в первой части. Внутреннее отражение отправляет луч куда угодно, но не к источнику света и совмещенному с ним наблюдателю.
Деформированная капля - с плоским основанием - так же ситуацию не меняет:
У воды - капли росы - показатель преломления меньше, чем у стекла. Фокусное расстояние у такой сферической линзы будет больше, чем у стеклянной.
При плотном прилегании водяного шарика к листу или травинке, сфокусированное пятно будет относительно большое, но оппозиционный эффект будет.
Если же на листе будут ворсинки - а таких растений сравнительно много - то водяной шарик будет на оптимальном расстоянии и эффект будет максимальный.
Дабы окончательно "закрыть" вопрос про внутреннее отражение в капле воды и оппозиционном эффекте - вспоминаю сам и рекомендую вспомнить вам дождь в свете фар.
Но не снаружи, а из салона автомобиля.
Да, видимость ухудшается. Но не радикально. Падающие капли видны, но не так ярко, как снежинки. А снежинки рассеивают свет диффузно, во все стороны.
О заблуждениях.
Катафот - световозвращатель, он же уголковый отражатель:
"Работает" на внутреннем отражении. То есть это тот же аналог зеркального уголкового отражателя, угол падения равен углу отражения. Только не на зеркальной поверхности, а на границе оптически более плотной среды и менее плотной.
Для сферического аналога световозвращателя в некоторых источниках приводится такая же аналогия:
Но это - неверно.
Я так же заблуждался в этом вопросе и неправильно представлял физику процесса, пока не начал рассматривать его несколько подробнее.
Уголковый отражатель, катафот - это одно устройство, по принципу действия. А световозвращатель на основе сферических элементов - это совсем другое устройство, хотя "внешние проявления" у них схожие.
Про заблуждения, как на это повлияли аполлоновские уголковые отражатели, как работают сферические элементы в скотч-лайте, и про многое другое - надеюсь продолжить в следующих частях.
