XI.4. Голубой объектив

Вы покупаете новый фотоаппарат. «А что это?» — спрашиваете вы продавца, заметив, что верхняя линза объектива имеет какой-то необычный вид: если смотреть сбоку, она кажется покрытой красивой, голубовато-фиолетовой пленкой. «Не беспокойтесь, это голубой объектив. У вашего аппарата просветленная оптика», — отвечает продавец. «Но что такое просветленная оптика?» — интересуются тысячи юных фотолюбителей. Чем голубой объектив отличается от обычного? Об этом мы и хотим рассказать. Задумывались ли вы над тем, почему наши глаза видят различные прозрачные и непрозрачные предметы? Известно, что для этого необходимо, чтобы свет, падающий на предмет, отражался от него и попадал нам в глаза. Но необходимо также, чтобы рассматриваемый предмет отражал свет не так, как окружающая среда, иначе лучи от предмета «растворятся» в лучах от среды, и мы увидим ровное, ничем не отличимое во всех частях пространство. Этим явлением пользуются иллюзионисты: они отделывают эстраду черным материалом, и одетый с ног до головы во всё черное подручный, совершенно невидимый на черном фоне, помогает им проделывать разные, на первый взгляд необъяснимые, фокусы: переносит с места на место мебель, поднимает и перебрасывает вещи и пр. Чтобы прозрачный предмет был невидим, его показатель преломления, как говорят ученые, не должен отличаться от показателя преломления окружающего воздуха. Чем больше показатель преломления предмета отличается от показателя преломления среды, тем лучше виден предмет. Но то, что хорошо, для того чтобы видеть прозрачный предмет, плохо, если мы хотим смотреть сквозь него. Таким прозрачным телом является стекло. Попробуйте посмотреть ночью из окна освещенного железнодорожного вагона. При этом обычно ничего не видно. И не потому, что ночь уж очень темная, а главным образом вследствие большой яркости света, отраженного стеклом. Но и обычно при рассматривании застекленных предметов, например картин, мы хуже видим их через стекло, чем без стекла. Особенно много света теряется при отражении от нескольких стеклянных поверхностей, что, как правило, бывает в оптических приборах. В некоторых перископах подводных лодок более двадцати оптических деталей, то есть более 40 поверхностей. И получается, что, несмотря на высокую прозрачность оптического стекла, потери света в приборе могут быть очень значительными. Иногда до глаза наблюдателя доходит всего лишь 12 процентов от первоначально падающих лучей, а остальные 88 процентов отражаются, причем не только теряются, но и попадают в глаз в виде рассеянного света, уменьшая контрастность светотени наблюдаемого предмета. В фотографическом объективе такой отраженный свет создает общую вуаль на эмульсии, а при неблагоприятном освещении — даже блики и дополнительные изображения. Как же добиться уменьшения отражения света стеклами? В нашей стране за эту трудную задачу взялся академик Гребенщиков со своими сотрудниками. Начались упорные, настойчивые поиски. Было известно, что если на поверхность какой-нибудь прозрачной пластинки нанести тонкую пленку прозрачного вещества, то путь отраженных лучей становится более сложным: одни из них отражаются прямо от поверхности пленки, а другие проходят сквозь пленку и отражаются от поверхности основной среды. По выходе снова на воздух эти «нижние» лучи встречаются с «верхними». Происходит интерференция, или сложение света, и, при определенной толщине пленки, сложившиеся лучи взаимно гасят, уничтожают друг друга. В результате отраженный свет пропадает. Такую пленку ученые попытались создать на стекле, и это им блестяще удалось. Немало затруднений пришлось преодолеть на пути к успеху. Требования, предъявляемые к пленке, были очень жесткими. Она должна была хорошо сцепляться со стеклом, быть механически прочной и химически устойчивой, должна была иметь определенную, равную по всей поверхности детали толщину. К тому же, для того, чтобы отражение от границы пленки-стекла было достаточно большим (иначе отраженные лучи не смогут пройти весь предстоящий им сложный путь), показатель преломления пленки должен был быть значительно меньше, чем показатель преломления стекла. Наконец все трудности были преодолены. Теперь существует два метода создания на стекле таких пленок: химический, при котором поверхность детали обрабатывают — «травят» — уксусной кислотой, причем образуется пленка кремнезема, которая удовлетворяет всем требованиям; и физический, когда на поверхность стекла наносятся различными способами специальные вещества. Оптическое стекло, покрытое такой пленкой, пропускает почти весь падающий на него свет, тем самым его ценные свойства значительно увеличиваются. Но погасить полностью весь белый свет, состоящий, как мы знаем, из лучей различных длин волн, не удается. Для некоторых из них получается, напротив, не гашение, а усиление отражения, и пленка приобретает цвет, то есть интерференционную окраску, видимую лишь в отраженном свете. (Вспомните, как красиво сверкает и переливается тонкая радужная пленка нефти на воде, в то время как сама по себе нефть — вещество бесцветное в таком тонком слое.) Найдено, что всегда толщина просветляющей пленки на стекле должна быть такой, при которой в отраженном свете она кажется сине-фиолетовой. Вот что такое просветление оптики, которое помогает вам получать на своих аппаратах красивые и четкие снимки.