сквозь исландский шпат (разновидность прозрачного кальцита) на окна Люксембургского дворца, заметил необычное явление: изображение дворца удвоилось. Луч солнечного света, пройдя через прозрачный кристалл, распался на два луча. Тем не менее, в некоторых положениях кальцита изображение было единичным. Малюс выдвинул гипотезу о том, что колебания световых солнечных волн хаотичны и беспорядочны, однако свет, отраженный от какой-либо поверхности или прошедший сквозь анизотропный (его свойства различны в разных направлениях) кристалл, становится упорядоченным. Такой ориентированный свет стал называться поляризованным.
В древности на Востоке широко применялась медитация у водоемов со стоячей водой с фиксацией взгляда на отражении солнца. Так, на фотографиях можно часто увидеть восточных женщин, сидящих на берегу озера со сложенными в процессе медитации ладонями. Это упражнение – концентрация взгляда на отраженном источнике света – используется по сей день, оно заряжает энергией и отлично улучшает самочувствие. Но в чем же секрет такого благоприятного воздействия на организм в целом и зрение в частности? Ученые доказали, что такой терапевтический эффект, возможно, достигается благодаря созерцанию поляризованного света, лечебные свойства которого научно подтверждены и применяются в современной медицине.
Согласно закону Брюстера, луч света, падающий на отражающую поверхность под определенным углом, при отражении полностью поляризуется. Угол падения, при котором свет лучше всего поляризуется, меняется в каждом конкретном случае и зависит от вида поверхности. При этом он рассчитывается исходя из нормали к отражающей поверхности (а не от горизонта). Например, угол поляризации для воды составляет 53 градуса к вертикали, а для стекла – 57 градусов. Поляризация происходит, только когда свет отражается от диэлектрика. (При отражении от металла свет почти не поляризуется). Также поляризация света происходит и в результате преломления света. Если, например, под определенным углом пропустить свет через несколько пластин стекла, степень поляризации света будет прямо пропорциональна их количеству.
Таким образом, при определенных условиях отраженный свет может поляризоваться и приобрести новые свойства. В отличие от хаотичного естественного света, поляризованный свет является упорядоченным, так как возникает в результате упорядочивания колебаний световых волн. В неотраженном свете беспорядочно смешаны все длины волны и цвета радуги. Лазер, широко применяемый для лечения заболеваний глаз, имеет упорядоченные световые волны одной длины и поляризации (монохроматический свет и электромагнитные колебания единого направления).
Как же поляризованный свет влияет на организм? Чтобы ответить на этот вопрос, сравните, как вы воспринимаете обычный беспорядочный шум и как – музыку. Для наших глаз упорядоченный (поляризованный) свет и упорядоченные колебания световых волн – все равно что музыка, гармоничная и ритмичная. Этот свет оказывает положительное воздействие на работу головного мозга и на нервную систему, и он особенно полезен для органа зрения.
При отражении солнца в воде свет может поляризоваться. Именно поэтому упражнения с концентрацией взгляда на отраженном источнике света улучшают самочувствие и зрительные функции.
Обратите внимание на то, что при выполнении упражнений с отражением света в воде нужно быть осторожными: при ярком солнце и отсутствии солнцезащитных очков, а также на заснеженных равнинах отраженный свет может вызвать ожог сетчатки! Лучше всего проводить процедуру во время восхода или заката солнца. Что же касается медитативных упражнений с такими источниками света, как луна и звезды, то они абсолютно безвредны.
Поляризующие фильтры и поляризационные очки
Чтобы добиться определенных эффектов, фотографы часто используют поляроиды – поляризационные фильтры. Так, снимая в галереях картины под стеклом, можно избежать попадания в кадр отражений посторонних предметов. Также удобно снимать с поляроидами поверхность воды: в таком случае вода на снимке будет прозрачной и можно будет разглядеть плавающих на глубине рыб. (Поэтому некоторые рыбаки тоже используют очки-поляроиды). Поляризационные очки полезны водителям: с их помощью отраженный от дороги и автомобилей яркий свет станет приглушенным и не будет слепить глаза.
Можно рекомендовать использовать поляризационные очки и обычным людям. Их можно регулярно надевать и смотреть через них на небо и природу. Это окажет благотворное воздействие на мозг и орган зрения.
О том, как видят мир муравьи
Наши глаза очень восприимчивы к свету, но совершенно не различают поляризацию. Это объясняется тем, что у млекопитающих (в частности, и человека) молекулы родопсина – светочувствительного зрительного пигмента – расположены в глазу в хаотичном порядке. Но есть животные, например, муравьи, пчелы и т. д., в глазах которых молекулы родопсина линейно выстроены в ряды. Благодаря этому такие насекомые реагируют на световые колебания, соответствующие плоскости размещения родопсина. Восприимчивость к поляризации помогает муравьям ориентироваться в пространстве, даже если солнце скрыто за тучами.
Можно бесконечно долго пытаться объяснить, как меняется свет при поляризации, или применять специальные светофильтры, но мы все равно никогда не узнаем до конца, как выглядит поляризованный свет на самом деле. Это можно сравнить с дальтонизмом: человек, видящий мир в черно-белом цвете, никогда не узнает, как выглядят другие цвета. Даже глядя на предмет через цветной светофильтр, дальтоник не сможет представить себе реальный его цвет: он лишь заметит небольшое изменение в контрасте или яркости.
Поднимите глаза к небу!
Знали ли вы, что небесный свет – поляризованный? Дело в том, что солнечные лучи многократно отражаются от молекул газов воздуха, кристаллов льда и капель воды. В результате таких преломлений и отражений свет поляризуется.
В древних скандинавских сагах упоминается, что еще тысячу лет назад в плохую погоду викинги ориентировались в море при помощи «солнечного камня». Сейчас предполагают, что так называли исландский шпат – прозрачный минерал с поляризационными свойствами. Когда солнце было скрыто за облаками и тучами, мореплаватели могли увидеть сквозь этот минерал темную полоску на небе в 90 градусах от направления на солнце. Эта полоска – следствие поляризации солнечного света (даже сквозь облака), она наиболее различима в безоблачную погоду, когда солнце стоит достаточно низко. Глядя на небо через поляроидный фильтр, вы увидите, как меняется яркость неба в зените, если поворачивать световой фильтр вокруг своей оси. У горизонта, в направлении 90 градусов от солнца небо будет казаться более темным.
В конце прошлого века норвежский летчик доказал, что можно ориентироваться в небе, использую лишь свойства поляризованного света. Он выполнил полет без применения приборов навигации: вместо них летчик использовал кордиерит – минерал, поляризующий свет.
Удивительно, но советский физик С.И. Вавилов считал, что 30 % людей способны увидеть поляризацию солнечного света в небе – так называемую фигуру Гайдинера, угловая величина которой в 8 раз превышает Луну. Эта суженная в середине полоска с округлыми концами и двумя голубыми пятнышка по бокам (от центра) была названа фигурой Гайдинера в честь немецкого физика, открывшего это световое явление в 1845 году. Если, глядя на
