Причина та же, что и в том случае, когда погруженная в стакан с водой ложка кажется нам изогнутой. Скорость света в воде меньше, чем в воздухе. При переходе из одной среды в другую она меняется и луч света преломляется. Угол преломления зависит от коэффициента изменения скорости света при прохождении через ту или иную среду. Глаз человека устроен таким образом, чтобы свет, проходящий через зрачок, фокусировался на сетчатке, выстилающей глазное дно. Однако глаз приспособлен улавливать свет, попадающий на его поверхность из воздушной среды. Глаз обладает способностью преломлять световые лучи на стыке воздушной среды и его поверхности и передавать сфокусированное изображение на сетчатку. Но, когда свет направлен на глаз из воды, угол преломления другой, поэтому световые лучи фокусируется неправильно. Защитные очки воссоздают область контакта поверхности глаза с воздушной средой, и человеку возвращается ясное видение. Это явление преломления световых лучей при прохождении через разные среды лежит в основе действия оптических стекол (линз), используемых для коррекции плохого зрения.
Угол преломления света зависит от коэффициентов преломления сред по обеим сторонам роговицы: чем больше между ними разница, тем больше угол преломления света. Поскольку коэффициенты преломления воздуха, воды и роговицы составляют соответственно 1, 1.33 и 1.38, при контакте глаза с водой эта разница гораздо меньше, чем при контакте глаза с воздухом. Оптическую силу систем вычисляют по формуле:
P = (n (1) n (2))/R,
где n (1) и n (2) — соответственно коэффициенты преломления роговицы и внешней среды, а R — радиус кривизны роговицы. Оптическую силу систем измеряют в диоптриях. Диоптрия — единица преломляющей способности, равная обратной величине фокусного расстояния (в метрах) данной линзы. Если предположить, что R = 0,008 м, тогда оптическая сила линзы в воздушной среде составляет около 47 диоптрий, а в воде — 6 диоптрий. Фокусирующая способность глаза — величина относительно непостоянная, потому что форма хрусталика может меняться под воздействием цилиарного тела. Как бы то ни было, при контакте глаза с водой оптическая сила линзы уменьшается на 41 диоптрию. По существу, максимальное увеличение оптической силы глаза у маленького ребенка — около 15 диоптрий; у 60-летнего человека она может понизиться всего лишь на 1 диоптрию. Это значит, что в водной среде глазу не хватает преломляющей способности, для того чтобы сфокусировать световые лучи на сетчатку, поэтому изображение получается расплывчатым.
Растения и животные
В ногу шагом марш!
Однажды я увидел в ванне многоножку и задался вопросом: почему у нее так много ног? Какие преимущества они ей дают и как появились?
Многоножки класса двупарноногих и дождевые черви ведут одинаковый образ жизни. И те и другие обитают в земле, питаются разлагающимися органическими останками, но по-разному выбираются на поверхность. Червь передвигается или расширяет трещину в почве с помощью мышц, находящихся в стенках его туловища, и создает в полости своего тела давление, которое и выталкивает его вверх. Двупарноногие передвигаются в земле с помощью ножек. Чем больше ног у многоножки, тем быстрее она перемещается. Многоножки класса двупарноногих отличаются от своих родичей класса губоногих. У них большое количество коротких ножек, потому что для передвижения в почве длинные ножки — помеха. Губоногие больше времени проводят на поверхности или в опавших листьях, поэтому ножек у них меньше и они длиннее, поскольку многоножкам этого класса нет необходимости проделывать ходы в земле, но бегать они должны быстрее, чем двупарноногие. У двупарноногих, губоногих и дождевых червей тело тонкое, вытянутое и разделено на множество сегментов. У всех сегментов, за исключением двух крайних, строение относительно одинаковое. Подобное мы наблюдаем и в обществе людей, где целый ряд продуктов инженерной психологии сконструирован по типам идентичных модулей. Например, ряды одинаковых окон и сидений по всей длине автобуса. Это удобно тем, что все сиденья могут изготавливаться по одной модели на одном и том же оборудовании. Таким же образом одинаковые сегменты у животных сокращают объем генетической информации, необходимой для эволюционного развития. Предположительно многоножки развились из особей с меньшим количеством сегментов и соответственно меньшим количеством ножек, у которых в ходе эволюции менялись гены, отвечающие за количество сегментов.
Улетай, муха!
Во время отпуска мы любили посидеть на балконе гостиничного номера, но нас постоянно донимали мухи. Однажды вечером поднялся ветер, и мухи вдруг исчезли. Такое впечатление, что при сильном ветре мухи чувствуют себя неуютно. На ветер какой силы они так реагируют и почему? Куда они деваются? Все ли виды мух одинаково реагируют на ветер той или иной силы?
Действительно, мухи перестают летать, когда скорость ветра достигает некой определенной величины. Также это зависит от температуры и влажности воздуха, от пола, возраста и вида мухи. Для южноавстралийской крупной синей мясной мухи (
Мой друг-велосипедист сообщил мне, что члены Мельбурнского клуба велосипедистов провели опыт и пришли к выводу, что мухи перестают их беспокоить, если в безветренную погоду они едут со скоростью 15 км/ч или быстрее.
