Роберт Вуд, профессор экспериментальной физики Университета Джона Гопкинса

Если ударить по всем клавишам пианино разом — от самых глубоких басов до высочайших нот, в созданной какафонии невозможно будет различить отдельных звуков. Чем-то подобным является и белый свет.

Аналогия между светом и звуком ближе, чем может показаться, если рассматривать их просто как колебания волн. Разницу между низкой и высокой нотой мы называем тоном, а тон зависит от частоты колебаний. То же самое относится и к свету. Колебания низкой частоты представляют красный цвет, высокочастотные колебания — фиолетовый.

На фотографии снятой в ультрафиолетовых лучах нет теней. Белые предметы кажутся чёрными и всё словно затянуто редким туманом.

Как музыкальная октава состоит из нот определённого тона или частоты колебаний, так и спектр света представляет собой цветовые ноты имеющие определённый тон или частоту. Но тогда как частота звуковых колебаний выражается максимум тысячами в секунду, колебания, воспринимаемые нашими глазами как свет, измеряются триллионами в секунду.

Существуют звуки такие высокие, что их может уловить только чувствительное ухо. Ещё выше располагаются ноты, которые человеческое ухо неспособно слышать совсем. То же и со светом. Есть октавы света, которых наш глаз никогда не увидит.

Пожалуй, наиболее известные из невидимых лучей — радиоволны, которые представляют собой колебания намного меньшей частоты чем те, которые мы видим как солнечный свет.

Ударив по фортепианной клавише «до» третьей актавы мы услышим чистую музыкальную ноту. Точно так же, если мы будем смотреть через кусок красного стекла, мы будем видеть предметы в одной «ноте света». Сменим цвет стекла и мир снова изменится. Те же деревья, те же дома, те же цветы, но одни цветные детали сгладились, а другие проступили сильнее.

Рассматривая мир в невидимых лучах, можно обнаружить детали, увидеть которых раньше и не мечтали — только мы должны использовать глаз, который, в отличие от наших собственных органов зрения, рассмотрит этот невидимый мир и создаст картинку, которую мы сможем воспринимать.

Таким глазом является обычная фотографическая камера.

Сенсибилизированная пластинка чрезвычайно чувствительна к высокочастотным колебаниям, которые не воздействуют на глаз человека. Всё что остаётся, это воспроизвести простую ноту нужной октавы света, в которой мы хотим видеть мир, чтобы предметы предстали в деталях, которых мы никогда не видели.

Ультрафиолет

Для того, чтобы увидеть мир в ультрафиолете, для оптический системы следует использовать нечто иное чем стекло, потому что оно почти непрозрачно для этих лучей. Нужно использовать кварц, потому что кварц прозрачен для ультрафиолета следовательно, камеру нужно оснастить кварцевыми линзами, а затем нужно отфильтровать все лучи, кроме фиолетовых.

Примерно пятнадцать лет назад я обнаружил, что анилиновый краситель — нитрозодиметиланилин пропускает только ультрофиолетовые лучи, эффект, который мне хотелось бы изучить. Подходят также тонкие плёнки серебра и пары брома, заключённые в прямоугольный прозрачный контейнер.

Цинковые белила практически незаметны на бумаге, и надпись сделанная такими белыми чернилами почти неразличима для глаз. Но если сфотографировать её с помощью устройства описанного выше, то покажется, что надпись сделана густыми чёрными чернилами.

Инфракрасный мир такой же странный, как и ультрафиолетовый. Небо кажется чёрным, листья — насыщено-красные, и везде лежат длинные густые тени.

Ландшафт, снятый в ультрафиолетовых лучах не имеет теней — молекулы воздуха или частицы пыли полностью рассеивают эти лучи, а это значит, что ультрафиолет исходит от всего неба, а не прямо от солнца.

Если бы мы видели только в ультрафиолетовых лучах, всё вокруг показалось бы нам затянутым туманом. Мы бы видели солнце, но оно было бы тусклым, и точно так же как в туманный день не было бы теней.

Садовые цветы, белые на солнце, флоксы например, стали бы почти чёрными. Возможно, способность белых цветов поглощать ультрафиолет играет важную роль в развитии растений? Я поставил несколько опытов, чтобы найти ответ на этот вопрос, но пока безуспешно. Кто знает, какие результаты можно получить, вырастив несколько поколений растений не подвергавшихся действию ультрафиолета.

Не следует думать, что есть только один ультрафиолетовый цвет — у него столько же цветов, как мы видим в радуге. К сожалению, камера и сенсибилизированная пластинка не дают нам «истинных цветов», какие знакомы каждому владельцу кодака — они просто демонстирируют нам различия в чёрном и белом цветах.

Сделанные мною фотографии предоставляют чёткие доказательства, что существует множество оттенков ультрафиолетовых октав. Так, белые цветы не кажутся одинаково чёрными на ультрафиолетовых фотографиях. Белые герани, например, на них кажутся намного светлее, чем обычные белые флоксы.

Во вступительных параграфах статьи было сделано сравнение света и звука, было сказано, что существуют неслышимые звуки, так же, как невидимые цвета. Тем не менее, между ними существуют различия.

По мере того, как звуки становятся ниже, вы слышите уже не музыкальные ноты, а отдельные биения или удары. Это происходит, когда частота колебаний становится менее 16 в секунду. Но — вы слышите. Световые волны, располагающиеся на световой шкале ниже красного, имеют частоту в миллионы колебаний в секунду. Но вы не видите. Другими словами, существует не только октава видимого света. Выше и ниже её располагаются октавы, недоступные нашим глазам.

Очевидно, что изучать окружающий мир стоит как в более длинных, чем красные (инфракрасных), так и в ультрафиолетовых лучах.

Инфракрасное излучение

Фотография в инфракрасном диапазоне. Обратите внимание на чёрное небо, белые силуэты деревьев на его фоне и глубокие тени.

Инфракрасные лучи представляют собой тепловое излучение. В этом случае мы можем воспользоваться стеклянными линзами, но нам потребуется экран или светофильтр, который будет поглощать видимый свет и ультрафиолетовые лучи, но пропускать инфракрасные.

Камера показывает, что инфракрасный мир так же удивителен, как и ультрафиолетовый. Небо на фотографиях чёрное, как в глухую полночь, а листва деревьев — снежно-белая. Тени имеют глубокий чёрный цвет — просто потому, что большая часть инфракрасного излучения идёт прямо от солнца, а не от неба.

Космос в невидимых лучах

Использование инфракрасных и ультрафиолетовых лучей в чисто научных целях открывает богатые возможности. Проведенное мной фотографирование небесных тел подтвердило, что таким образом можно получить много новых научных фактов.

Луна — мёртвый, сухой, безвоздушный мир, издавно привлекал внимание многих учёных. Каждый из многих тысяч её кратеров измерен, горные массивы получили названия, а так называемые «моря» — тщательно нанесены на карту.

В своём летнем домике на Лонг Айленде я поставил несколько экспериментов с горизонтальным телескопом-рефлектором, с фокусным расстоянием в 56 футов и апертурой в 18 дюймов — с целью фотографирования Луны в ультрафиолетовых лучах. Хотя в основном эти фотографии почти аналогичны имеющимся фото Луны в видимом свете, обнаруженные различия важны.

Самый яркий из лунных кратеров носит название Аристарх. Снятый в ультрафиолете, Аристарх выглядит чёрным пятном, представляя свою противоположность в видимом свете. Увеличив изображение области, в которой расположен кратер, я заметил крупные россыпи минерала, заметные только в ультрафиолетовых лучах.

Это доказывает, что систематическое фотографирование лунной поверхности в невидимых лучах однажды может дать ответ на вопрос о составе Луны с такой же точностью, как изучение лунного образца в земной лаборатории.

Благодаря любезности профессора Хэйла, поздней осенью прошлого года большой 60-дюймовый рефлектор калифорнийской обсерватории Маунт Уилсон был на четыре ночи предоставлен в моё распоряжение. Прибор этот — величайший в мире среди подобных. С его помощью были сделаны фотографии Сатурна и Юпитера в инфракрасных, жёлтых, фиолетовых и ультрафиолетовых лучах.

И Сатурн, и Юпитер окружены кольцами, природа которых служит предметом многочисленных споров среди астрономов.

Фотографии планет, сделанные в видимом жёлтом, и в невидимых инфракрасных и ультрафиолетовых лучах сильно различаются. Кольца, окружающие Сатурн и Юпитер, видимые в обычный телескоп, и хорошо различимые в жёлтом свете, почти полностью исчезают на инфракрасных фотографиях. В ультрафиолетовых лучах картина сильно меняется — появляются широкие тёмные экваториальные пояса, охватывающие каждую из планет, и полярные шапки.

Фотографии Сатурна и Юпитера, сделанные профессором Вудом в различных лучах.

Экваториальная часть планеты — самая яркая на фотографиях, полученных через жёлтый светофильтр. В ультрафиолете яркий пояс исчезает. Тёмный экваториальный пояс ещё виден, но он значительно уже, чем на фотографиях, сделанных через фиолетовый светофильтр. Кроме того, тёмная полярная шапка сильно уменьшается в размерах. На различных фотографиях также хорошо заметно изменение яркости внутренних и внешних колец Сатурна.

Детали поверхностей Сатурна и Юпитера фотографировались множество раз, но это не дало значительных результатов. Но у нас есть метод, позволяющий астроному дать разумное объяснение этим загадочным кольцам.

Составлять определённое мнение пока рано, предстоит проделать большую работу со спектроскопом. Возможно окажется, что кольца Сатурна образованы веществом, ещё не полученным в земных лабораториях, или состоят из вещества, не изученного в достаточно толстом слое, чтобы дать узнаваемую картину.

Также возможно, хотя и в меньшей степени, что кольца представляют собой туман или состоят из пыли, поглощающей ультрафиолет, но это маловероятно, поскольку туман выглядел бы на снимках чёрным по той простой причине, что он отражал бы света столько же, сколько и поглощал. Навскидку можно было бы предположить хлор, который очень хорошо поглощает фиолетовые и ультрафиолетовые лучи, и прозрачен для жёлтого света. Если вспомнить, что огромное количество хлора растворено в океанах в виде соли, то можно предположить, что в атмосферах таких молодых планет, как Сатурн и Юпитер, хлор может существовать в свободном виде.

Кажется весьма вероятным, что эти методы могут дать необычайно важные результаты при изучении Марса. К сожалению, Марс на тот момент находился очень далеко, и фотографии не дали чего-либо ценного.





Лечение светом: Начало

Лечение светом: Начало

Путешественники, возвращавшиеся в начале XX века из джунглей Амазонки, задавались вопросом — почему смертность от ран у местных жителей так мала? Ведь они не применяли для лечения травм никаких лекарств, не обрабатывали их, а просто лежали на солнце ожидая, пока ранения заживут. Эксперименты дали решений этой загадки. Культуры бактерий, обитающих в сточных водах поместили под ультрафиолетовую лампу. И буквально в...