Отражательная способность
Приходилось ли вам видеть отражение звезды в воде? В городе это едва ли возможно, в деревне темной безветренной ночью такое отражение в пруду или в озере весьма примечательно.
Яркие звезды 1-й величины, близкие к зениту, дают слабое отражение, равное примерно звездам 5-й величины. Разница в четыре величины означает, что отношение интенсивностей равно приблизительно 40, и, следовательно, вода отражает всего 2,5% света вертикально направленных лучей. Звезды, располагающиеся ближе к горизонту, отражаются лучше.
Отражающая способность связана с показателем преломления формулой Френеля и для перпендикулярного падения равна:
((n-1)/(n+1))во второй степени.
Теперь понятно, что в городе мы никогда не сможем увидеть отражение звезды: там недостаточно темное небо, так что едва заметны звезды 3-й величины, а кроме того, чересчур освещена вода. Видны только отражения планет, и лишь тогда, когда планеты много ярче 1-й величины.
Распространен предрассудок, будто звезды никогда не отражаются в глубоких водах. Он, однако, не имеет под собой каких-либо оснований. Объясняется он частично тем, что мы почти всегда наблюдаем за поверхностью воды под очень маленьким углом но отношению к горизонту, частично же его можно приписать психологическому фактору.
Понаблюдайте за отражением от спокойной поверхности воды и держите горизонтально перед собой карманное зеркало и кусочек темного стекла, сравнивая их яркость с яркостью воды при различных углах падения.
Днем также можно наблюдать за тем, в какой мере зависит отражающая способность воды от угла падения. Любая лужа на обочинах дороги будет выглядеть для наблюдателя по-разному, если он будет смотреть на нее перпендикулярно или наклонно. Если на самолете лететь над морем, то можно заметить, какой темной кажется вода внизу и какой светлой она становится на горизонте.
Оконное стекло отражает каждой своей поверхностью 0,043 падающего света, т. е. всего — 0,086. Во многих небольших стеклянных постройках, таких как телефонные будки и т. д., освещенных подвешенной электрической лампочкой, можно видеть отражения, повторенные двумя параллельными и противоположными стеклами; обычная матовая лампочка дает сразу четыре видимых отражения в каждой из стенок. Первое создано однажды отраженным светом, второе — трижды, третье — пять раз и четвертое — семь раз отраженными лучами. Яркость последнего отражения составляет, таким образом, всего (0,086)7, т. е. меньше одной десятимиллионной части первоначальной яркости! Этот простой подсчет служит хорошим примером того, как грандиозен диапазон яркостей, на которые способен реагировать наш глаз.