Солнечный камень

Классическое попаданческое устройство — компас, может принести пользователям немало неприятных сюрпризов если они не будут учитывать магнитное склонение. Если видно солнце, то легко взять поправку, но что делать если оно закрыто тучами весь день?

Решение этой проблемы было известно еще викингам, когда они применяли солнечный камень, по сути природный поляризатор — кальцит или исландский шпат, для определения положения солнца сквозь облака(во всяком случае в одной из саг попадается фраза ”он взял солнечный камень, поднял его к глазам и увидел, где Солнце шлет свой луч через камень”, один раз кристалл нашли на затонувшем корабле викингов и эксперименты в 2011 году подтвердили реальность метода).

После изобретения компаса об этом способе забыли и возродился он лишь в 20 веке, во времена полярных исследований — компас рядом с магнитным полюсом работал плохо, а солнце светило круглые сутки.

Забавно, что в наши времена, когда поляризационные очки имеет едва ли не каждый, люди не имеют представления о том, что их можно использовать для ориентации. Просто выгляните на улицу незадолго до заката или после рассвета, наденьте очки, задерите голову в зенит и покрутите головой. Вы заметите пульсации света. В те моменты когда ваш подбородок направлен на солнце или прямо от него, яркость неба будет минимальна. Этот эффект прекрасно заметен при чистом небе, но его часто можно наблюдать и сквозь облака.

Почему смотреть в зенит лучше на закате? Потому что поляризация фона неба больше всего заметна на участках неба, находящихся под углом 90 градусов от солнца, плюс помогает уменьшение засветки прямым солнечным светом.

Попаданец мог бы также использовать поляризатор для удобства наблюдения против солнца — отсеивать им блики, по сути сделать замену поляризационных очков. Дело в том что при небольшом угле отражения от диэлектрика(угол Брюстера) получившиеся блики состоят в основном из поляризованного света, что и позволяет очкам их отфильтровывать.

Из чего же попаданцу сделать поляризатор? Современные фильтры в основном делают из поляроидов, они же дихроичные поляризаторы — тонкие полимерные пленки с добавками ориентированного поглотителя. Это явно не про нас. Из истории оптики можно вспомнить про обнаруженный в начале 19 века эффект превращения обычного стекла в поляризатор при высоком электрическом напряжении. Высокое напряжение рядом с глазом в условиях морской влажности… Нет, спасибо. Поляризован будет также свет, прошедший через щель шириной менее 20 мкм, 2 сотых миллиметра(обнаружен Арманом Физо в 1861 г.). Но получить длинную щель такой ширины не так просто, да и сквозь нее проходит лишь небольшое количество света, что затрудняет наблюдения.

Интересен вариант выращивания кристалла кальцита, прямого аналога кристаллов использовавшихся викингами. Я нашел описания опытов в журнале «Химия и жизнь» от 1988 года, но выделявшиеся в моих опытах с сосисочной пленкой вещества не отличались прозрачностью. Найти халявный природный большой и прозрачный кристалл кальцита будет непросто даже в Исландии…

Стоп. Мы уже говорили, что блики поляризованного света дает любой диэлектрик. На этом принципе основано примитивнейшее устройство для поляризации света — стопа Столетова. Просто возьмите десяток стеклянных пластинок и сложите их стопкой, создав между ними воздушный зазор кусочками пластилина или ниткой. Теперь наклоните стопу и посмотрите сквозь нее через поляризационные очки. При повороте стопы будет четко видно ослабление света в те моменты когда плоскости поляризации стопы и очков будут перпендикулярны.

Каждый кусочек стекла отсеивает лишь порядка 4% процентов света, оттого и возникает необходимость в десятке слоев для того чтобы прошедший сквозь стопу свет был преимущественно поляризован в одном направлении.

В принципе, если у попаданца настолько острый дефицит, что он не может выделить даже 3-4 десятка квадратных сантиметров стекла, то несложно придумать прибор который будет использовать не слабополяризованный свет проходящий сквозь стекло(необходимо иметь десяток отражающих поверхностей), а высокополяризованный отраженный(одна поверхность). Разработку и проверку конструкции мы оставим читателям в качестве домашнего задания.

Источник: Попаданцев.Нет