Из науке о светлости/2

←1

Из науке о светлости  (1895)  Писац: Ђорђе Станојевић Простирање светлости

3→

Станојевић, Ђорђе (1895). Из науке о светлости. Београд: Српска књижевна задруга. Државна штампарија Краљевине Србије

ПРОСТИРАЊЕ СВЕТЛОСТИ

Полази ли светлост са неког светлог или с осветљеног тела, па прође ли у путу кроз прозрачну средину (рецимо ваздух) свуда једнаке густине (хомогену), она ће најкраћим путем доћи до нашега ока. И ако у правцу, одакле светлост долази, метнемо какав заклон, тј. једно тамно, непровидно тело, ми више ту светлост не видимо, јер смо пресекли најкраћи пут, пут по правој линији, којим се светлост простире. Зато о простирању светлости постоји овај закон: Светлост се кроз хомогену средину простире по правим линијама.

Сама једна линија, по којој се светлост простире, дакле једна светла линија, навива се светао зрак или просто зрак. Више таких зракова чине светао сноп или сноп светлих зракова.

И ми готово никад не видимо само један светао зрак, већ увек дебље или тање светле страна 39 снопове. И ти су снопови у хомогеној средини прави.

Та хомогеност, која се захтева за простирање светлости по правој линији, постоји можда ван земље, између небеских тела у васионској пучини, али никако на земљи. На земљиној површини, у средини атмосферској, хомогености не може бити, нарочито на великим даљинама. Густина ваздуха опада са висином, а тако је исто неједнака и на истој висини али на разним одстојањима, нарочито кад температура није свуда једнака. Због тога закон о праволиниском простирању светлости вреди само онде, где се може претпоставити да је средина (па било то ваздух, стакло, вода итд.) хомогена, што најобичније не бива, али се може претпоставити за несувише дебеле слојеве.

Због кретања светлости по правој линији не може се угледати светлост кроз криву узану цев, па ни кроз ширу цев (рецимо и кроз тунел), кад је кривина велика.

Због тога што су светли зраци праве линије, светлост полазећи из једне тачке иде на све стране зракасто, тј. разилазећи се све више — дивергентно. Кад је светао извор, чију светлост посматрамо, врло далеко, нпр. у бескрајности према нашим обичним даљинама, онда се зраци тако слабо међу собом разилазе на тако великој даљини, да се могу сматрати као да су паралелни. Зато се каже за зраке, који долазе на земљу ма са ког страна 40 небеског тела (сунца, месеца, звезда итд.), да су паралелни.

Зракасто разилажење светлих зракова види се често у природи, кад нам какав процепан облак сакрије сунце, те сунчеви зраци кроз поједине отворе на облаку по правим линијама иду на разне стране. (Сл. 16)

Сл. 16.

Кад у замрачену собу кроз какав отвор продру сунчеви зраци, онда се у соби види светао сноп паралелних зракова где у правој линији пролази кроз собу. Што се у томе снопу види, то није ваздух, као што би се на први поглед мислило, већ ситна зрна прашине собне или дим. Кад у соби не би било никакве прашине нити дима, сноп се не би видео. Међу тим ако близу њега истресемо какав прашљив предмет, или управимо на њ дим, рецимо од цигаре, сноп ће се јаче засветлити, страна 41 показујући нам и најмања кретања прашине или дима.

Прва последица праволинискога простирања светлости јесте та, што сва тамна тела (непрозрачна и непровидна), осветљена с једне стране, бацају за собом сенку. (Сл 17) Она

Сл. 17.

страна тела, што је окренута светлости, биће њоме осветљена, док ће све оне тачке на томе телу, до којих не могу да допру прави светлосни зраци, остати неосветљени, у тами, у сенци. Ако са светлог извора повучемо у мислима низ правих линија, које са свих страна додирују тело, онда је цео онај простор, који те линије обухватају иза тела, такође у тами, у сенци. Ако је тело кугла, као на сл. 17, онда је тај простор купаст. И као год што се два или више зрака, који из једне тачке страна 42 полазе, све више разилазе, у колико се удаљују од те тачке, тако исто и сенка, коју неко тело за собом баца, бива све шира, у колико даље идемо иза тела. Растење сенке је у толико веће, у колико је светла тачка ближа оном телу, чију сенку хватамо.

Тако се дешава та ствар онда, кад је светло тело врло мало, или тачније говорећи кад је оно једна тачка. Али, као што то најобичније бива, кад светлост не излази из једне тачке, већ кад имамо читаво тело које светли (нпр. куглу једне лампе, или рецимо месец, сунце итд.), онда поред сенке имамо и полусенку, тј. поред оних места, до којих никаква светлост не допире, има и места, која су у неколико само осветљена.

Сл. 18.

страна 43 На сл. 18 имамо једну лампу са куглом; сваку тачку светле кугле можемо сматрати као засебан извор светлости и од сваке тражити сенку, коју тамно тело (на књизи) баца. Међу тим је довољно да уочимо само крајње њене тачке: најнижу и највишу и да повучемо линије, којима се светлост око мрачног тела простире. Онда видимо, да су, док до средине сенке не допире ни један зрак светлости, околна места слабо осветљена; то је осветљење у толико јаче, у колико се више удаљавамо од сенке, док се најзад пуна светлост не јави. Онај простор између праве сенке и пуне светлости, полуосветљен, навива се полусенка.

На сл. 19 светло тело је у средини, а десно и лево од њега имамо једно (од њега) веће

Сл. 19.

и једно мање тело, које оно осветљава. И иза једнога и иза другога видимо и сенку и полусенку, само се код великога тела и сенка страна 44 и полусенка шири, у колико идемо даље од њега, док се код мањега тела шири само полусенка, а сенка опада док се не сврши у шиљак.

Према томе, кад год је светло тело веће од осветљенога, сенка се, коју осветљено тело баца, свршава у шиљак, а кад је осветљено тело веће од светлога, сенка се шири.

И као год што се то све збива услед праволинискога простирања светлости на земљи са нашим обичним предметима, тако исто се то дешава и на небу, на пример између сунца, земље и месеца, услед чега постају

сунчева и месечева помрачења. На сл. 20, видимо сунце, које осветљава нашу земљу, око које се окреће месец. И кад месец на своме путу око земље стане између сунца и земље (кад је „млад“ или „нов месец“), онда на осветљену половину земљину пада и месечева сенка и полусенка. Услед тога она места, на која падне сенка, имају потпуно, а она, на која падне полусенка, непотпуно, делимично сунчево помрачење.

Кад је месец „пун“, дакле кад земља дође између сунца и месеца, дешава се да прође месец кроз земљину сенку, коју она за собом баца. И онда наступа месечево помрачење, и то потпуно, ако цео огрезне у сенци, или непотпуно, делимично, ако само једним делом (већим или мањим) прође кроз сенку. Сл. 21 представља попречно пресечену сенку земљину на оном месту, где месец кроз њу пролази; на левој страни види се, кад ће постати страна 45

Сл. 20.

страна 46 стати потпуно, а на десној само непотпуно месечево помрачење.

Сл. 21.

Као што се то види на сл. 20, кад се месец помрачи, онда то помрачење види цела она страна земљина, која је на супротној страни од сунца, која није осветљена, којој је онда ноћ (на слици доња страна). На против кад се сунце помрачи, онда то не види цела она половина земљина, којој је онда дан (горња половина) и која види сунце, већ само она места, на која падне сенка и полусенка. Због тога сунчево се помрачење не види свуда једнако; једни виде потпуно помрачење, други непотпуно (веће или мање, према томе да ли су ближе сенци или даље), а неки ништа од помрачења не виде (они који су изван сенке и полусенке). Пошто се при том земља око себе обрће, то ће месечева сенка као и полусенка проћи кроз читав низ места на земљиној површини и сва ће та места једно за страна 47 другим видети потпуно или непотпуно сунчево помрачење.

Сличне последице праволинискога простирања светлости виде се и на другим телима у нашој планетској системи. Тако се дешава да нам Меркур или Венера заклоне по један мали део сунца, да се час Јупитерови месеци помрачавају, пролазећи кроз Јупитерову сенку, час опет помрачавају по који део Јупитерове површине, бацајући на њ своју сенку итд. У осталом посматрање помрачења Јупитерових пратилаца важно је за науку о светлости и због тога, што се помоћу њих може одредити брзина светлости, као што ћемо доцније видети.

И ако обично на сенке нико не обраћа пажњу, ипак оне играју врло велику улогу у ономе, што видимо и како видимо. Сва тела око нас у природи изгледала би без рељефа, не би се ничим другим разликовала до бојом. Међу тим познато је да осенчена слика много боље представља извесну ствар него саме црте; што нам наша околина изгледа о рађању или при заласку сунца лепша и пластичнија, то не долази само од богатства у бојама, које даје сунце кад је близу хоризонта, него врло великим делом од богатства у сенкама. У подне су готово сва тела највише осветљена и онда су најмање сенке, услед нега се облици брегова и долина врло слабо истичу. На против кад сунчеви зраци падају косо, сенке су богатије, и сваки се предмет боље издваја међу осталима. Уметност руковати сенкама и светлошћу страна 48 чини најважнију страну једнога сликара, и распоред тога двога је много важнији за општи изглед слике, него прецизно цртање појединих предмета на њој.

Сенке су повод извесним појавама, које се с времена на време у атмосфери виђају и које, рђаво посматране, дају повода разним празноверицама, у које народ веруј. Ту долазе између осталога „планинске авети“, које се виђају при заласку или изласку сунца на високим бреговима.

Преко дана, кад је сунце високо, све сенке падају на земљу и у толико су очевидно дуже, у колико је сунце ниже. И кад се нађемо на каквом високом, усамљеном, брегу, а сунце је већ при заласку (или изласку), онда наша сенка не може пасти на земљу, него је због сувише ниског сунца управљена према небу. Обично се та сенка изгуби, али кад наиђе на какав згодан облак или на гушће магловите слојеве ваздуха, који пресеку пут сенци, онда се она на њима појави као и на сваком заклону, нпр. на земљи, или дувару или ма чему дркугом, на што би сенка могла пасти. (Јер не треба да изгубимо из вида да се светлост, па и сенка, док пролази кроз прозрачан ваздух, не види све док не наиђе на какво тело или сасвим непрозрачно или мање прозрачно, те да се на њему покаже). Зато ће се наша сенка појавити „на небу“ огромне величине као каква авет. Кад још томе додамо да сваки мало већи предмет баца на исти начин своју сенку, онда није тешко схватити страховање и разноврсно страна 49 тумачење таквих појава од стране оних, који сасвим са другог неког места виде на небу све те разноврсне слике и привиђења.

И ако се те небеске сенке могу видети са свакога мало већега брда, ипак су најчувенија привиђења те врсте она, што се виде са врха Брокена, и која су позната под именом „брокенских авети“. Брокен је име највишега брега црне планине, што се пружа у хановранској краљевини; тај је врх висок од прилике хиљаду метара изнад морске површине. Од како се за њ зна, Брокен је био увек седиште чудовишта; на његову врху још се и данас налази огромно гранитно камење, које се назива престо и олтар мађионичара. Један извор чисте воде назива се мађиски извор. Планинско цвеће, које по њему цвета, зове народ чаробним цвећем. Ево како описује један очевидац ту појаву, посматрану летњег јутра при самом рађању сунца, када ју је у исти мах и насликао (сл. 22): „Мој вођа, идући напред, зверао је час десно час лево, док ме не изведе на једно узвишење, одакле сам имао ретку срећу да видим за неколико тренутака ону ванредну појаву, што се назива брокенска авет. Појава је заиста чаробна; густа магла, која је, као каква огромна завеса, рекао бих излазила из самих облака, покри целу западну страну; на њој се појави једна ду̑га, па онда се показаше неки неодређени облици. То је била најпре кула тамошње зграде, у огромној величини представљена, па онда наше две слике још неодређеније; све су те сенке страна 50

Сл. 22.

страна 51 биле окружене дугиним бојама, које су као оквир допуњавале ту вилинску слику.“

Сенке, које бацају тамна тела, нарочито ноћу осветљена бледом месечевом светлошћу, јесу повод најразличитијим празноверицама, којих има у нашем народу о аветима и осталим привиђењима. Видећемо мало час како сенке појединих, згодно изрезаних тела могу имати разне животињске облике, и ако се на том изрезу ништа од тога не види. Па зато згодно укрштене гране каквога дрвета, на извесан начин распоређено лишће или камење итд. могу, бацајући своју сенку, изазвати човечије или животињске облике на каквом заклону и дати повода веровању у свакојаке празноверице.

„Какво предсказање! Бледо неко сијање јавља се на источном небу; оно расте и почиње горети. — Ноћни путник (месец) одевен сребрном светлошћу празнује свој улазак у плаветно, звездама украшено небо. Величанствен му је изглед. Он открива до пола тамну природу (месечина) и гледају дивне природне лепоте.

„То је време, кад се ноћна привиђења јављају; кад духови из гробова устају и своје љубљено похађају; када авети очи наше плаше. Ко се разумни неће сажалити, кад види да је овако што у ум човечији могло ући. Да се само деца од авети плаше, не би било чудо, јер шта може њихов слаби разум постићи. Али кад слушамо седе старце, старе бабе овако што казивати, онда се чудимо и питамо, како страна 52 ти људи и после толиког низа година нису могли ни до тако малог искуства доћи, да ноћу ничега на земљи бити не може, чега на њој дању није било. Јер шта је ноћ? Кад се она половина земље наше, на којој ми живимо, спрам сунца тако окрене, да сунчани зраци на њу не могу падати, то онда и светлости на њој престаје и тама наступити мора. Ноћ је дакле одсуство сунчеве светлости (одсуство мање или веће). Али они су предмети око нас ноћу који су и дању: онај град, она дрва, онај дом, онај подрум, онај таван, оно гробље, они људи. Ништа се није изменило; само што је све то дању осветљено, а ноћу мрачно. Зашто дакле онај дух, који ће изаћи ноћу из гробова, не изађе дању? У природи нема разлике у времену. У њој је све једно. Време је наше. Човек је почео о времену мислити. Ван наше главе нема времена. Време је само у нама. Шта смета духу да дању устане? — Заиста ништа. Светлост му не може сметати: јер шта мари дух за светлост. Зашто се не нађе у целом свету од постанка света до данас ни један дух, који је дању устао био? — Ни један, али баш ни један. Какав је ово знак? Одговори, брате, такав је то знак, да духови ни ноћу не устају. Не дајмо се варати, драга браћо моја! Ко један пут у гроб легне и земљом буде покривен, тај више не устаје све до последњега дана.

„Нити је ко видео авет од постанка света, нити ће је видети до свршетка света. Ја знам да би се ти дао обесити, да си је овде или страна 53 онде видео, да ти је прешла преко ногу, или да је поред тебе прошуштала итд. — Ја ни мало не сумњам, да ниси авет видео, њу омирисао — али да си толико хладне крви имао, па управо к авети отишао, или се потрудио ухватити је, то би ти нашао место авети белу крпу на плот обешену, ти би нашао пањ, ти би видео сенку или што друго томе слично.

„Кад сам ја Логику у Сегедину учио, видео је један ученик ноћу испред врата човека бело обучена, у самој кошуљи. Видети тако што, како да се не уплашиш! Баш је тога дана на његову срећу професор говорио о привиђењима и доказао да авети, у које прости свет верује, не постоје. Опомене се он те науке, па да се не осрамоти почне ближе приступати. Да то без страха није било, лако је веровати. Што је најгоре још било, тај човек био је час дебљи час тањи. Најзад приступи мој философ тако близу, да га руком ухвати. Кад али тамо шта је било: прво бела месечина, затим дуд испред врата. И то је цела авет. Сенка дуда тако је падала на врата, да је изгледала као човек. А како су се гране њихале, тако је и тај човек био час дебљи час тањи.“ (Ат. Стојковић.)

Свакоме су познате извесне дечије играчке са сенкама. Врло је лака ствар савити прсте или руку и осветлити с једне стране тако, да на дувару изиђе зец, или гуска, или човечија глава итд. Један такав међу многим примерима види се на сл. 23 и 24. На првој се види, како треба изрезати један лист дебље хартије; на страна 54 другој појава произведена самом сенком, а на трећој је сенка помешана са полусенком. Једна

Сл. 23.

или друга слика зависи само од даљине изрезане хартије од дувара. Шта више врло често у какву варош падне по неко путничко позориште, у коме се представљају само сенке, тако зване „хинеске сенке“. Од тврде се хартије могу изрезати различити облици, па кад се на згодан начин осветле, њихова сенка представиће нам ову или ону животињу, човека итд. На сл. 25 видимо, како у средини собе представљач једном руком држи изрезану хартију, на којој се никакав облик не може распознати, а другом руком свећу, којом осветљава изрезану хартију. Кроз изрезе те хартије пролази светлост, а неизрезана места бацају на дувару сенке, које, згодно измешане са полусенкама, дају страховиту лавову главу. Главна је ствар код тих представа изабрати згодно остојање изрезане хартије од зида и свеће, јер онда је ефекат најлепши. страна 55 Као год што на тој слици изрезана хартија нема апсолутно никакве сличности са оном

Сл. 24.

лавовом главом, коју њена сенка показује, тако се исто може лако појмити, како неколико страна 56 лико укрштених сувих грана, или засечено дрво, или усправљен камени споменик итд., на

Сл. 25.

згодном одстојању од каквога зида или врата, могу, осветљени месецом, дати извесне људске или животињске облике, које прост свет сматра као авети, њих се плаши и поуздано тврди да постоје, јер их је видео.

Како таква тела могу својим сенкама представљати извесне људске облике, види се на сл. 26.

Због тога, што се светлост простире по правој линији, слике појединих предмета, које се виде у тако званој „мрачној комори“, постају изврнуте.

Сваки затворен и мрачан простор, па била то соба, била то већа или мања кутија, навива се мрачна комора. Кад се ма на ком дувару страна 57 вару такве мрачне коморе отвори мала рупа, кроз коју може светлост од околних тела

Сл. 26.

пролазити, увек ће се на дувару коморе, која је спрам те рупе, појавити изврнута слика онога предмета, који би се испред рупе налазио (сл. 27). Са врха црквенога торња полази између многих других зракова један, који правце улази у мрачну комору према њеном доњем крају; зрак, који са доњег краја цркве страна 58 улази у комору, иде на више. Кад дакле поједини зраци са сваке тачке цркве и торња

Сл. 27.

уђу у комору, даће већу или мању слику те зграде у мрачној комори, и та ће слика бити изврнута.

Нема никакав утицај на постајање слике облик отвора или рупе; сасвим је свеједно, да ли ће тај отвор бити округао или ћошкаст. Али што је рупа мања, слика је истина слабије осветљена, али оштрија; кад је отвор велики, слика је светлија, али нејасна, збрисана.

Слика, која постаје у мрачној комори, може бити мања од предмета, може с њим бити једнака по величини, а може бити и већа од њега. То зависи само од даљине дувара или заклона, на који пада слика, од отвора мрачне коморе. Ако је даљина заклона од отвора мања, но што је даљина предмета од отвора, и слика ће бити мања; ако је дувар толико исто иза отвора, колико је предмет испред отвора, слика је исте величине са предметом; најзад ако је заклон даљи од отвора но што је предмет, онда је слика већа. Била пак величина страна 59 слике ма каква, она увек остаје изврнута.

Такве изврнуте слике могу постати и у обичним собама, само кад се затворе капци, те се соба добро замрачи. Кроз кључаоницу на вратима, или кроз ма какав други мали отвор, виде се на наспрамном дувару или на таваници изврнуте слике оних предмета, који се на пољу налазе. Нарочито су занимљиве слике мимопролазећих људи, како у мрачној

Сл. 28.

соби ходају у супротном смислу. Таква једна изврнута слика види се на сл. 28, која је, да би се што боље видела, ухваћена на нарочитом заклону.

страна 60 Више пута није потребно имати праву мрачну комору, па добити извртање слика. Кад у мрачној соби упалимо свећу и наместимо на извесној даљини један заклон, па

Сл. 29.

између свеће и заклона метнемо једну пробушену карту, намах ће се на заклону појавити изврнута слика од свеће (сл. 29).

И у природи, а нарочито у густим шумама, имамо исте појаве као и у мрачној комори. Дебели хлад испод дрвећа изгледа мрачан према осветљењу изнад дрва, те игра исту улогу коју и мрачна комора. Кроз разне отворе, који између листова остају, допиру сунчеви зраци овде онде на земљу, али слике, које на земљи праве, округласте су, јер су то страна 61 слике сунчеве, које ту постају на исти начин као и у мрачној комори (сл. 30).

Сл. 30.

Видели смо напред, какав силан утисак чини на пажљивога и осетљивога посматрача онај поступни прелаз од дана ка ноћи као и од ноћи ка дану, оне атмосферске појаве, које прате залазак и излазак сунца, сутон, свитање, страна 62 зора. Сад имамо да додамо да и те појаве долазе услед простирања светлости по правој линији, скопчано са атмосфером, која омотава нашу земљу.

Познато нам је већ, да свако тамно тело, осветљено с једне стране, рецимо сунцем, баца за собом сенку, мрак, који омотава све оно, што у њу западне. Тако исто и наша земља, као тамно тело, требало би да на један пут покрије тамом све оно, на што не падну сунчеви праволиниски зракови, да од дана напрасно постане ноћ, чим сунце зађе за хоризонат; на исти начин из јутра требало би да из мркле ноћи од један пут и без поступних прелаза засине дан, чим се сунце роди.

То би тако било и тако мора да буде на оним небеским телима, која немају атмосфере. Али земљина атмосфера, која се доста високо пење у висину, чини онај поступни прелаз од дана ка ноћи и обратно, који је нама свима познат.

На слици 31 представљена је земља у пресеку и тачкаста линија BC означава границу наше атмосфере. Линија HH је хоризонат за неко место A на земљи. Док је сунце изнад HH, дотле је месту A дан; кад сиђе испод хоризонта (HH), место A није више осветљено. Међу тим сунчеви зраци, који по правој линији полазе са сунца S и иду правцем SB, осветљавају више слојеве атмосфере изнад A до B као и цео комад BC, који је изнад хоризонта и који се види из A. Тај осветљени део (BC) атмосфере шаље своје слабе зраке на земљу страна 63 у A, осветљавајући својом слабом светлошћу површину земљину, која је под њом, и чинећи

Сл. 31.

на тај начин да светлост поступно (а не напрасно) опадне између дана и ноћи.

Исто се то дешава изврнутим путем из јутра, кад сунце још испод хоризонта осветли највише слојеве атмосфере јутарњом светлошћу, која даје зору.

Колико ће светлости на тај начин пасти на земљу из висоних слојева ваздушних, зависи од дебљине или другим речима од висине атмосфере. Кад би атмосфера била много виша него што је сад, кад би се она пружала врло далеко свуда око земље, ти врло високи слојеви њени увек би нешто светлости слали на земљу и ноћ би на земљи била непозната.

Јачина и обим јутарњег и вечерњег осветљења мора зависити, то се по себи разуме, од стања атмосфере при изласку и заласку сунца. Кад су доњи слојеви прозрачни, а горњи више страна 64 или мање згуснути, осветљење је јаче него кад су највиши слојеви и сами врло прозрачни, те лако пропуштају кроза се сунчеву светлост, не осветљавајући се.

У нашим се пределима чешће испуњују ти услови за јаче јутарње и вечерње осветљење, нарочито зими; у поларним пределима ти услови готово увек постоје, јер по ваздуху плове ситни делићи снега или ледени кристалићи. У тропима, где је ваздух сасвим сув и прозрачан, како зора тако и сутон много краће трају и путници из наших предела изненаде се, како брзо после заласка сунчева наступа ноћ.

Изглед неба у вече и из јутра служио је увек за предсказивање времена код свих народа. Тако нпр. кад је небо о заласку сунца црвено, значи да ће бити ветра; црвено небо из јутра предсказује кишу. Кад је зора сива, може се очекивати лепо време, док је на против киша поуздана, ако вечерње небо има црвенкастосив изглед. Кад се после кише виђају у вече издвојени црвени облаци, значи да ће сутра дан бити леп; жућкастобледо небо, нарочито кад се пружа високо, не значи лепо време. Кад је сунце дању врло бело и кад зађе у белој светлости, од које се оно тешко издваја, значи да се ваља надати бури.