Прозрачная среда

Прозрачная среда иногда пропускает не весь спектральный состав лучей, а лишь опре­деленную их группу. Остальная часть спектра поглощается средой. Так, прозрачное стекло пропускает свет почти без поглощения и заметного изменения. Закопченное, оно поглощает некоторую часть света. Такими стеклами пользуются иногда наблюдатели солнечного за­тмения, для того чтобы уменьшить количество солнечного света, проходящего к глазу.
Закопченное стекло изменяет свет количественно. Но если мы заменим закопченное стекло витражом из цветных стекол, то получим качественное изменение проходящего света. Качественное изменение света связано с избирательным поглощением; количественное из­менение проходящего света — с простым, или неизбирательным, поглощением. Совершенно прозрачное стекло пропускает почти весь свет и в витраже выглядит самой светлой частью. Неизбирательно поглощающее стекло кажется серым, а стекло, поглощающее весь свет,— черным, непрозрачным. Стекла, которые избирательно поглощают свет, кажутся цветными. Чем более ограниченную группу лучей пропускают стекла, тем они будут темнее по тону и интенсивнее по цвету.
Ощущение определенного цвета производят непоглощенные лучи проходящего света. Цвет есть ощущение света, прошедшего избирательное поглощение данной прозрачной среды. Цвет прозрачного тела, например стекла, возникает тогда, когда оно рассматри­вается на просвет; если тело не просвечивается, то оно теряет цвет. Витраж окна, состоя­щий из цветных стекол, ночью, когда за окном полный мрак, не будет просвечиваться, и все стекла будут черными.
Чтобы почувствовать цвет тела, необходимы два условия: прозрачность и присутствие источника света, при котором мы видим тело на просвет.
Мы рассматривали наиболее прозрач­ные тела — воздух и стекло — в проходя­щем свете первоисточников, оставляя в сто­роне источники отраженного света. Но в действительности большая часть цветовых ощущений является следствием просвечива­ния тел отраженным светом. Если мы, рас­сматривая прозрачное тело на просвет, за­меним прямой свет первоисточника каким-либо отраженным светом, то ощущение света возникает с той же закономерностью; изменится лишь яркость цвета, потому что отраженный свет слабее прямого.
Отраженный свет есть та причина, которая дает возможность видеть на про­свет как большие прозрачные тела, так и небольшие частицы малопрозрачных тел и чувствовать их цвет.
Разноцветные стекла, положенные на черный бархат, будут казаться черными; положенные же на белую бумагу обнару­жат свои разнообразные цвета. Здесь, сле­довательно, появится источник отраженного света — белая бумага,— который просвечи­вает сквозь стекла и обнаруживает их цвет.
На рис. 13 схематично показаны лучи света, проходящие прозрачные тела А, Б.
Свет, встречая на своем пути среду А, распадается на две части. Первая отражается от внешней поверхности под углом падения без качественного изменения. Вторая доля света, преломляясь, продолжает свой путь в среде А в измененном направлении; это изменение тем больше, чем больше меняется скорость света при переходе в данную среду из предыду­щей. Среда А будет рассеивать и поглощать вторую долю света, пока световая энергия не иссякнет или пока свет не пройдет всю толщу среды А и не встретит среду Б, по-своему изменяющую скорость движения света. Тогда свет вновь распадается на две части: пре­ломившаяся часть света пойдет дальше, а отраженная возвратится обратно сквозь среду А и будет изнутри просвечивать эту среду, выявляя ее цвет.
Та доля дневного света, которая отражается или рассеивается поверхностью тел и не меняет спектрального состава белого света, влияет только на светлоту предметов; отраже­ние же света из глубины тела при том или ином поглощении света создает условия види­мости тела на просвет и поэтому обнаруживает цветовые качества предмета.
Бокал чистой воды, поставленный в черную камеру и освещенный из узкого отверстия слева дневным белым светом, будет обнаруживать себя лишь бликами отраженного света. На рис. 14 сверху левые блики лежат на поверхности бокала со стороны падения света, правые — со стороны перехода света в следующую среду —воздух. Если в бокал налить черной туши, то правые блики исчезнут, ибо свет, проникающий в черноту туши, погло­щается безвозвратно. Если в бокал налить красного вина, то правые блики станут интен­сивного красного цвета. Свет правого блика дважды пересечет среду вина в прямом и возвратном направлениях. Возвратный свет, пройдя двукрат­ное избирательное поглощение, даст возможность видеть вино на просвет и выявить его окраску. В условиях черной камеры, полностью поглощающей свет, мы будем ощущать цвет вина только в том месте, где оно будет видимо на про­свет от правого блика. В остальных частях вино будет ка­заться черным. Если же бокал перенести в окружение белых предметов, то получим много всестороннего отраженного света, который на просвет обнаружит цвет всего вина.
Если вместо бокала вина мы возьмем прозрачную ягоду красной смородины, то получим ту же картину в уменьшен­ном масштабе и будем наблюдать ту же закономерность. Если насыпать горкой большое количество ягод красной смо­родины, то можно видеть, что верхние ягоды, более освещен­ные и пропускающие сквозь себя больше отраженного света, лучше видны на просвет, выглядят более ярко-красными; нижние ягоды просвечиваются отраженным светом нижеле­жащих ягод и выглядят более насыщенными по цвету, темно-красными, а еще ниже — совсем черными (рис. 14).
Если горку ягод перевести в микроскопический масштаб, то мы получим схему восприятия цвета всякого тела, имею­щего зернистую, волокнистую, кристаллическую или иную какую-нибудь естественную структуру мелких, относительно прозрачных частиц.