Гайдингеровы щетки (пятна Гайдингера)
Многие физики, работающие в лабораториях, удивляются и подозревают обман, когда им говорят, что можно невооруженным глазом, без помощи какого-либо инструмента, наблюдать поляризацию света неба. Это, однако, требует некоторой практики Начать следует с полностью поляризованного света, изучая отражение неба в поверхности стекла под углом поляризации После того как в течение минуты или двух будет наблюдаться однородное голубое небо, начнет появляться «мраморный» эффект. В направлении, куда направлен взгляд, он вскоре сменится замечательным рисунком, известным под названием щеток Гайдингера. Это — желтоватая щетка с маленькими синими облачками по обе стороны Желтая щетка располагается в плоскости падения света, отраженного от стекла, другими словами, желтая щетка всегда перпендикулярна к направлению световых колебаний.
Рисунок исчезает через несколько секунд, но если вы фиксируете взгляд на близкой к нему точке поверхности стекла, вы увидите этот рисунок снова.
Рисунок различить нелегко по-видимому, задача состоит в том, чтобы научиться выделять этот слабый контраст на не вполне однородном фоне. Нужно практиковаться по нескольку раз в день, каждый раз по несколько минут. Через день или два щетки Гайдингера будут хорошо различаться при взгляде на безоблачное небо, хотя свет неба поляризован лишь частично. Я вижу их особенно ясно в сумерки, если пристально смотрю в зенит, все небо кажется покрытым как бы сеткой, и куда бы я ни посмотрел, я всюду вижу эту характерную фигуру. Очень удобно иметь возможность определять таким путем без какого-либо инструмента направление поляризации и даже оценивать ее степень. Желтая «щетка», если ее продолжить как дугу большого круга, вообще говоря, направлена к Солнцу. Это показывает, что колебания рассеянного света происходят перпендикулярно к плоскости, проходящей через Солнце, молекулу воздуха и глаз.
Если в вашем распоряжении есть николь или поляроид, смотрите сквозь него на белое облако или на ровно освещенную поверхность и попытайтесь различить этот рисунок, используя тот факт, что он поворачивается при вращении николя
Щетку Гайдингера можно видеть еще более ясно в отражении неба в садовом шаре, если голова наблюдателя заслоняет изображение Солнца. В этом случае можно также наблюдать небольшую область близ Солнца, в которой желтая щетка направлена не к Солнцу, а под прямым углом к нему, граница между этой и обычной областями имеет вид тени.
Щетка Гайдингера обусловлена дихроизмом желтого пятна нашей сетчатки. Так как наблюдатели видят эту замечательную фигуру по-разному, не остается сомнений в различиях формы и строения желтого пятна. Например, некоторые не видят синюю часть фигуры, некоторые видят непрерывной желтую часть фигуры, другие — синюю. Два следующих утверждения противопоставляются одно другому.
1. Согласно первому впечатлению желтая полоска непрерывна, когда глаз устает от длительного напряжения, изображение изменяется, и непрерывной становится синяя полоска.
2 Непрерывная полоска всегда перпендикулярна линии, соединяющей глаза. Если вы смотрите на фиксированную точку неба, поворачивая голову на 90°, вы увидите непрерывной полоску сначала одного, а затем другого цвета Преходящий характер фигуры затрудняет формирование мнения о ней.
Щетку Гайдингера можно увидеть гораздо яснее, если смотреть сквозь зеленое или синее стекло Она исчезает, если пользоваться красным или желтым стеклом. Примечательно, что близ горизонта она кажется вдвое больше, чем высоко в небе, т. е. видимые размеры фигуры Гайдингера меняются так же, как размеры Солнца и Луны