7.36. Как звездочеты смотрят на звезды
Почему больше шансов увидеть тусклую звезду рядом с яркой, если посмотреть на звезды краем глаза? Почему в полутьме вы лучше видите источник слабого света, если не смотрите на него прямо? Аристотель использовал этот прием и обнаружил, что кометы — это не планеты с большими периодами обращения, поскольку, если скосить глаза к одной стороне кометы, можно различить ее хвост.
Боковое зрение эффективнее и в некоторых других ситуациях. Например, боковым зрением можно иногда заметить мерцание люминесцентных ламп, когда «общим» зрением оно не замечается.
7.37. Земные объекты, различимые с орбиты
Каковы наименьшие размеры объектов на поверхности Земли, которые могут различить с околоземной орбиты космонавты, не прибегая к приборам? Могут ли они увидеть крупные города или большие конструкции, например пирамиды? Первые полеты к Марсу принесли некоторое разочарование, потому что на фотографиях не оказалось никаких признаков разумной жизни. Какие признаки разумной жизни были бы видны на подобных фотографиях Земли, если бы пространственное разрешение фотоаппаратов позволяло снимать структуры размером около километра?
ОТВЕТ • Космонавт, вращающийся по орбите вокруг Земли, не увидит почти никаких признаков разумной жизни на ее поверхности, если будет смотреть на нее невооруженным глазом и в дневное время. Предел разрешения человеческого глаза ограничивается дифракцией света при прохождении через зрачок, он составляет 1–2 угловых минуты, то есть 0,02–0,03°.
Если смотреть с орбиты (скажем, с высоты 800 км от поверхности), дифракция размывает детали почти всего, что создано руками человека, поскольку структуры шириной около километра находятся недалеко от порога разрешения. Однако, когда космонавт смотрит на Землю ночью, несомненные доказательства разумной жизни появляются в изобилии, поскольку с орбиты хорошо видны освещенные большие города.
7.38. Медоносные пчелы, пустынные муравьи и поляризованный свет
Луч света, пришедший к нам непосредственно от Солнца, не поляризован, потому что электрические поля отдельных квантов колеблются во всех возможных направлениях, перпендикулярных направлению луча. Однако если световой луч рассеивается на какой-либо молекуле воздуха, он окажется поляризованным, поскольку электрические поля колеблются вдоль одной оси, перпендикулярной лучу. Вы можете не заметить разницы, но некоторые животные, такие как медоносные пчелы и пустынные муравьи, ориентируются на местности, отслеживая распределение поляризованного света по небу. Например, когда пустынный муравей отправляется на поиски пищи, он отмечает углы между направлением своего тела и направлением поляризации солнечного света. Затем, когда он хочет вернуться к себе в муравейник, он вычисляет направление на дом, сопоставляя информацию обо всех углах. Вычислительные способности у него выдающиеся, поскольку иногда его траектория настолько замысловатая, что ему приходится запоминать несколько сот углов.
Как эти насекомые определяют направление поляризации света?
ОТВЕТ • Медоносная пчела и пустынный муравей имеют сложные глаза, состоящие из тысячи или более светочувствительных рецепторов, называемых омматидиями. В каждом рецепторе свет проходит через переднюю линзу, затем через конус, состоящий из прозрачного кристаллического материала, и наконец поступает в удлиненную структуру, называемую рабдомом (зрительной палочкой). Эта структура состоит из девяти секций, расположенных вокруг центральной оси, направленной по ее длине. Секции соединяются за счет перекрытия областей, в которых находится светочувствительный пигмент (родопсин). Омматидий работает следующим образом: он посылает свет вдоль центральной линии так, чтобы пигмент мог поглотить его и послать сигнал в мозг насекомого.
