Естествознание. Базовый уровень. 11 класс
Шрифт:
3. Как работают многоступенчатые ракеты?
4. Когда был запущен первый искусственный спутник Земли?
5. Кто был человеком, впервые вступившим на поверхность Луны?
6. Что представлял собой «Луноход-1»?
Рис. 237. Объединённый экипаж «Союза» и «Аполлона»
Рис. 238. Запуск «Союза» ТМА-5 на Байконуре (14 октября 2004 г.)
1. Обсудите с одноклассниками предложенные ниже темы. Распределите их между собой. Подготовьте сообщение или презентацию по выбранной теме. Организуйте и проведите конференцию «История
2. В нашей стране есть множество музеев, посвящённых космосу и его исследованиям. Именами К. Э. Циолковского, С. П. Королёва, Ю. А. Гагарина и других космонавтов названы институты и кратеры на Луне, улицы и космические корабли. Памятники и мемориальные доски, медали и марки – всё это напоминает нам о подвиге тех, кто открыл для нас космос. Проведите исследование и выясните, что в вашем городе, районе, области или крае связано с именами покорителей космоса. Отчёт о своём исследовании представьте в виде стенда или стенной газеты.
§ 71 Как сохранить изображение
Сохранение увиденного тоже всегда было одной из насущных потребностей человека. Любое увиденное изображение спустя некоторое время начинает стираться из памяти. Поскольку человек воспринимает новые картины, на сетчатку глаза поступают новые сигналы, и вскоре от увиденного остаётся лишь расплывчатое и весьма неточное воспоминание. Редкое исключение составляют люди, обладающие феноменом эйдетизма, позволяющим удерживать и воспроизводить образ воспринятого ранее предмета, по своей наглядности и детальности почти не уступающий образу восприятия. Но даже такие люди способны удерживать далеко не все картины, которые им приходилось воспринимать в течение своей жизни, а большинство такой способностью вообще не обладают. Несомненно, что сохранение увиденного значительно обогащает личный опыт и способствует обучению нового поколения, не говоря уже о том, что это доставляет эстетическое удовольствие. Для того чтобы сохранить изображение, человек сначала научился рисовать. Первые рисунки делали ещё неандертальцы, а кроманьонцы уже покрывали ими все стены своих пещер. Проходили тысячелетия, но техника этого процесса не изменялась. Изображения всегда зависели от способностей художника и от его личного восприятия увиденного: они никогда не были точными. Каким же образом можно сохранять абсолютно точное изображение независимо от того, кто является его автором?
В начале XVIII в. было замечено, что некоторые соли способны под действием света менять свой цвет. Особенно перспективным в этом отношении веществом оказались соли серебра. Однако прошло ещё сто лет, прежде чем химики догадались использовать этот эффект для создания изображения.
Прежде чем говорить о химических основах фотографии, обратим внимание на то, что, для того чтобы закрепить изображение на какой– либо поверхности, его сначала надо на ней сфокусировать. Как сделать так, чтобы изображение было точно отображено на поверхности? Сейчас для этого используют объективы, представляющие собой систему стеклянных линз. Однако первые изображения были получены без объективов и линз с помощью очень простого приспособления, которое называют камера-обскура (рис. 239, 240).
Рис. 239. Камера-обскура (общий вид)
Рис. 240 Камера-обскура (схема)
Вам не составит труда изготовить самим такую камеру, способ её создания вы найдёте в задании в конце этого параграфа.
Рис. 241. С. У. Хартсхорн. Эдгар Аллан По. 1848 г. Дагеротип. Писатель, который страстно увлекался дагеротипами, позировал для этого портрета за год до своей смерти. В 1840 г. он писал: «По правде говоря, дагеротипная пластина воспроизводит несравненно более точно, чем картина, сделанная рукой художника»
В качестве химической основы для фиксации изображения использовали различные
Принцип получения серебряной фотографии заключается в следующем. На какую-либо твёрдую поверхность (стекло, бумагу или пластик) наносят тонкий слой вязкого вещества (долгое время это был желатин), содержащего взвесь кристаллов азотнокислого серебра (AgNO3). После того как на эту поверхность попадает сфокусированное изображение, в фото-чувствительном слое начинают происходить химические изменения. Те кристаллы азотнокислого серебра, которые захватывают фотоны, разлагаются, образуя чистое металлическое серебро. Мелкие частицы серебра имеют чёрный цвет (вспомните чернение ювелирных изделий из серебра). Но эти чёрные частички слишком малы для того, чтобы можно было их увидеть. Поэтому засвеченную пластинку помещают в специальный раствор – проявитель, который усиливает процесс образования металлического серебра и делает чёрные точки видимыми. После этого участки, куда попало много света, будут содержать много чёрных точек и казаться тёмными, а те участки, куда свет не попал, останутся белыми. Затем с помощью специального раствора проводят фиксирование (закрепление), т. е. удаляют оставшееся азотнокислое серебро и получают изображение, которое называют негативным, потому что на нём все освещённые участки будут тёмными, а неосвещённые – светлыми. Для того чтобы получить нормальное, позитивное изображение, процесс надо повторить (в то время, когда такой способ широко использовался, это называлось «печатать фотографии»). Для этого через прозрачный негатив пропускают свет и снова проецируют изображение на светочувствительную поверхность. Тёмные участки становятся светлыми, а светлые – тёмными, и мы получаем позитивное изображение, которое выглядит точно так же, как и естественное.
Фотография произвела переворот во многих областях человеческой деятельности – её использовали везде: от сохранения изображений близких людей до серьёзных научных исследований (рис. 242). Однако вскоре этого показалось мало. Ведь то, что мы видим в реальной жизни, имеет не только размеры и форму, не только светлые и тёмные участки, но и цвет. Требовалось создать такие фотоснимки, на которых изображение было бы цветным. Как это осуществить?
Вспомним, как воспринимает цвета человеческий глаз. Для восприятия цветного изображения в светочувствительной оболочке глаза (сетчатке) имеется три типа клеток-колбочек. Каждый из этих типов чувствителен к определённой длине волны света, которая и определяет ощущение цвета. Одни колбочки реагируют на красный цвет, другие – на синий, третьи – на зелёный. Сочетание этих цветов в определённой пропорции способно вызвать ощущение любого цвета и даже любого цветового оттенка. Этот принцип и положили в основу цветной фотографии.
Рис. 242. Фотографии начала XX в.
Первое цветное изображение получил ещё в 1861 г. Джеймс Максвелл (тот самый, который создал электромагнитную теорию света). Он взял три фотокамеры и установил на каждой из них по одному светофильтру: красный, синий и зелёный. Получившиеся три снимка можно было спроецировать на один участок и таким образом наблюдать цветное изображение.
Рис. 243. Фотограф середины XIX в.
Однако такой метод был громоздок и неудобен, а потому практического применения не получил. Реальная возможность изготавливать цветные снимки появилась после того, как была усовершенствована система сенсибилизаторов. Дело в том, что даже при чёрно-белой фотографии используют сенсибилизаторы – вещества, которые ускоряют процесс превращения азотнокислого серебра в металлическое. До их появления при съёмках приходилось либо держать объектив открытым в течение очень долгого времени, либо использовать очень сильное освещение (либо и то и другое). На заре фотографии фотокамеры обязательно устанавливали на штативы, а фотографируемым людям ставили специальные подпорки для того, чтобы они могли долго стоять неподвижно (рис. 243). С появлением сенсибилизаторов стало возможным снимать быстрее и при более слабом освещении. Сначала это касалось только чёрно-белой фотографии. Однако в начале прошлого века изобрели сенсибилизаторы, каждый из которых был чувствителен либо к красному, либо к синему, либо к зелёному цвету, а в светочувствительный слой плёнки стали добавлять красители трёх видов.