Как на большом растоянии возможно видеть? От чего зависит дальность видимости?
Задайте данный вопрос нескольким товарищам, и вы получите совсем несовместимые на первый взгляд ответы.
Один ответит вам, что дальность видимости зависит от остроты зрения, забывая, что в густом тумане самый зоркий из нас видит одинаково не хорошо с человеком, владеющим обычным зрением.
Второй сообщит, что видимость зависит от освещения. Он будет ближе к истине, но все-таки не сможет ответить, по какой причине оптимальнее видны вдалеке чёрные предметы, вовсе не отражающие света.
Третий предположит, что дальность видимости тем больше, чем более прозрачен и чист воздушное пространство, и его ответ будет самый верен. И не смотря на то, что все три ответа неточны, однако все они достойны внимания и размышления.
Днем мы видим лишь те удаленные предметы, каковые отличаются цветом либо яркостью от окружающего фона. Отлично видны чёрные деревья на фоне яркого неба, но те же самые деревья на фоне далеких тор либо холмов, в случае, если покрывающая их растительность того же оттенка, будут чуть различимы. Серый дом виден не хорошо на фоне зимнего, лишенного листвы леса. В случае, если дом пара ярче, другими словами между ним и фоном имеется какая-то отличие в яркости, какой-то контраст, то отечественный глаз именно и обратит внимание на данный контраст: благодаря ему мы различим далекий дом. В случае, если отличие в яркости дома и леса громадна, мы заметим дом; если она мелка, мы утратим его из виду, даже если бы это был громадной освещение и дом было хорошим, а глаз наблюдателя весьма зорким. Для обычного глаза достаточно контраста яркости в 1/70. Иначе говоря чтобы мы заметили предмет, яркость его и фон должны различаться не меньше чем на 1,5 процента. Данный «порог чувствительности» меньше у людей с особенно острым зрением, но по большому счету днем он практически однообразен у многих людей.
Освещение играется для видимости громадную роль, не смотря на то, что и не такую несложную, как это сначала думается. Само собой разумеется, в сумерки и в темноте мы видим хуже, чем при ярком солнечном свете. Ночью кроме того родные предметы различаются с большим трудом. Но днем видимость зависит не столько от освещенности дома, леса, гор, на каковые мы наблюдали, сколько от освещенности воздуха, находящегося между нашим глазом и этими предметами.
Пускай на громадном белом экране нарисован тёмный квадрат и мы смотрим на него с далека. Между нами и экраном находится воздушное пространство, освещенный Солнцем. Он образует между нами и экраном светлую воздушную дымку, которая тем бросче, чем толще слой воздуха, другими словами чем дальше от нас экран. И белую и тёмную части экрана мы видим через светлую дымку. В следствии мы видим контраст не между тёмной и белой частями экрана, а между яркостью белой части экрана, ослабленной на пути луча света до отечественного глаза, плюс яркость воздушной дымки, и яркостью дымки, находящейся перед тёмной частью экрана.
Легко сообразить, что чем дальше экран, тем более ослабленным дойдет до нас отправленный им белый свет и тем больше будет яркость воздушной дымки, висящей между нами и экраном. В случае, если экран будет удаляться, то контраст между двумя яркостями будет ослабевать и, наконец, станет меньше того контраста, что еще может различать глаз; тогда тёмный квадрат пропадет у нас из виду. Это случится на расстоянии, которое именуют дальностью видимости.
Такова теория видимости, изложенная кратко, а не посредством сложных математических формул. Коммунистический астролог Е. В. Пясковская еще во второй половине 20-ых годов XX века вывела «световоздушную формулу» — математическое выражение, служащее базой теории видимости.
Для отечественного объяснения мы обрисовали мнимый опыт — установку белого экрана. Но конкретно так бывает и в конечном итоге, в то время, когда мы наблюдаем на дома либо деревья, находящиеся на фоне снежного поля. Мало в противном случае обстоит дело, в то время, когда чёрные горы вырисовываются на горизонте. В этом случае их фоном помогает такая же атмосферная дымка, висящая сзади гор. Теория Пясковской предусматривает и данный случай.
Сейчас вам, возможно, станет ясно, по какой причине в мутной воздухе дальность видимости меньше, чем в чистой: это происходит не от того, что воздух пропускает меньше света, а от того, что она додаёт больше света сама. В пыльной атмосфере далекие предметы невидимы, они как бы тонут в весьма яркой воздушной дымке. Дальность видимости тёмного предмета днем обратно пропорциональна степени мутности воздуха. Эту мутность создают облака и туман пыли.
Зимний период в отечественном столичном климате видимость в большинстве случаев нехорошая: под низкими тучами легкий туман заволакивает горизонт, и дальность видимости значительно уменьшается до 1—2 километров. Весной же, в то время, когда воздушное пространство уже очистился от зимних туманов, но еще не замутнился летней пылью, далекие ландшафты видны особенно четко.
Весной да и в осеннюю пору в ясный сутки из Сухуми бывают видны Понтийские горы в Турции, удаленные от него на 310—330 километров, а в Южной Франции с возвышенности Ком в окрестностях Тулона время от времени виден Монблан, отстоящий оттуда на 305 километров. В такие же дни со склонов Эльбруса часто видно Черное море, находящееся на расстоянии 175 километров, а в бинокль возможно кроме того различить плывущие по нему пароходы.
Летом из Евпатории, лежащей на западном берегу Крыма, редко видны горы Крымской Яйлы, не смотря на то, что до них всего 120 километров. Пыльный воздушное пространство степного Крыма для этого через чур мутен. В осеннюю пору же, в то время, когда в Крым вторгаются холодные прозрачные воздушные веса с далекого севера, эти горы светло вырисовываются на горизонте.
Но каков же предел видимости? Имеется ли он по большому счету либо в идеально прозрачном воздухе возможно видеть вечно на большом растоянии? Таковой предел, само собой разумеется, имеется. И его ставит нам сама воздух.
Теоретически легко доказать, что в полностью чистой атмосфере, где нет ни мельчайшего тумана, ни пыли, возможно видеть какие-либо предметы не потом 360 километров. Слой воздуха толщиной 360 километров, освещенный лучами Солнца, уже формирует такую броскую воздушную дымку, что она затушевывает контуры предметов более далеких, чем это расстояние.
На еще большем расстоянии возможно было бы ночью различать свет весьма сильных маяков, находящихся на высоких горах, либо видеть огни самолетов, летящих на громадной высоте.
Что возможно сделать, дабы оказать помощь глазу различать далекие горы либо облака, либо суда, плывущие по морю? Не имеет возможности ли посоветовать нам чего-нибудь техника?
Простая подзорная труба либо бинокль, как это ни необычно на первый взгляд, мало чем нам в этом окажут помощь. Они разрешают видеть лучше небольшие предметы, невидимые без них невооруженным глазом конкретно из-за собственной мелкости. Фигура человека, к примеру, невидима для невооруженного глаза на расстоянии 10 километров, но отлично заметна в полевой бинокль. Но наилучший бинокль не окажет помощь нисколько в том месте, где воздушная дымка затушевывает контраст между разглядываемым фоном и предметом, на котором он виден. Никакой оптический прибор не имеет возможности снять эту дымку.
Но в случае, если мы видим ближайшую горную цепь на расстоянии 50 километров, то неужто нет никакой возможности разглядеть более далекие хребты? Либо же в то время, когда нам мешает видеть густой туман, может ли какой-нибудь прибор оказать помощь глазу пробиться через его белую пелену, окутавшую все около?
Физики в течение последних 20 лет довольно много раздумывали над этими вопросами и заключили, что первую задачу до некоей степени возможно решить. И вот как именно.
Мы говорили выше, что молекулы воздуха рассеивают более всего голубые лучи и менее всего красные. Следовательно, свет воздушной дымки содержит значительно меньше красных лучей, чем голубых. Отечественному глазу не под силу поделить их, но это может сделать фотоаппарат.
В случае, если фотографировать отдаленный пейзаж через красное стекло -светофильтр, то оно не пропустит голубых и зеленых лучей дымки и тем самым заметно ослабит ее яркость; он как бы снимет, удалит дымку, и на фотографии будут видны такие подробности, каковые не различает глаз. Но через красный светофильтр небо будет смотреться практически тёмным, и далекие чёрные предметы будут на таком фоне не хорошо видны. оптимальнее будут видны на таком снимке далекие снеговые горы, облака, яркие постройки.
Как видите, не смотря на то, что и частичный, но все же выход тут имеется. Значительно хуже обстоит дело при тумана. Составляющие его громадные капли рассеивают практически одинаково все лучи спектра — и красные, и желтые, и голубые. Поэтому-то туман и думается нам белым. А раз так, то, значит, нельзя выбрать такие видимые лучи, каковые пробрались бы через туман, другими словами рассеивались бы в нем меньше, чем другие.
Через туман свободно смогут проходить лишь радиоволны. И в случае, если через туман нереально видеть, то при помощи радиоволн возможно через туман «осязать» скрытые предметы.