Обсудить в форуме

Профессор Шаронов В.В.

Наблюдение и видимость

ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР
Москва - 1953

Скопировано с http://www.vrazvedka.ru

СОДЕРЖАНИЕ

I. Наблюдение и маскировка в современной армии

Наблюдение и разведка
Военная маскировка
Видимость, замечаемость и распознаваемость

II. Условия и способы наблюдения далеких предметов

Кругозор места наблюдения
Дальность открытия
Кажущиеся размеры предметов
Острота зрения
Близорукость и дальнозоркость
Оптические приборы для наблюдения на далекие расстояния

III. Видимость в мутном воздухе

Туманы и мгла
Луч света в туманном воздухе
Почему в тумане предметы плохо видны
Дальность видимости
Наблюдение видимости на метеорологических станциях
Приборы для измерения видимости
Как определить метеорологическую дальность видимости без помощи приборов
Опалесценция в мутном воздухе
Наблюдение далеких предметов в красных и инфракрасных лучах
Видимость земли с самолета

IV. Видимость ночью

Ночное наблюдение
Мера света
Заря, сумерки и белые ночи
Условия видимости в сумерки
Лунный свет
Освещение в темные ночи
Особенности ночного зрения
Правила ночного наблюдения

V. Световые сигналы

Сигнальные огни
Особенности точечного источника света
Дальность видимости огней
Огни постоянные и проблесковые
Сигнализация огнями разного цвета

VI. Заключение

I. НАБЛЮДЕНИЕ И МАСКИРОВКА В СОВРЕМЕННОЙ АРМИИ

Наблюдение и разведка

Великая Отечественная война 1941 -1945 гг., которую народы Советского Союза вели против немецко-фашистских захватчиков и японских империалистов, была блестяще завершена полным разгромом вражеских армий и освобождением народов Европы и Азии от угрозы фашистского рабства. В годы войны советские войска под руководством Коммунистической партии и Советского правительства одержали множество выдающихся побед, которыми наш народ по праву гордится. Все эти победы будут жить в веках. Каждая из них - это золотая страница военной истории нашего народа. Каждая из этих побед - результат мужества, храбрости и беспримерных подвигов рядовых солдат и командиров всех степеней, а также героических усилий тружеников тыла. Каждая из этих побед - это конкретное воплощение советского военного искусства, мастерства советских офицеров и генералов, торжество Советской Армии, созданной нашим народом под руководством Коммунистической партии и Советского правительства.
В единоборстве с германским фашизмом вооруженные силы Советского Союза, руководимые Коммунистической партией и Советским правительством, оснащенные первоклассным советским оружием и многообразной современной военной техникой, возглавляемые генералами, адмиралами и маршалами советской школы, обессмертили Родину своей доблестью, беззаветным героизмом и подлинным военным мастерством.

Грозным оружием в руках высшего командного состава наших армий, фронтов и их штабов была советская военная наука.
С помощью этого превосходного оружия советские Вооруженные Силы в результате целого ряда исторических сражений, ставших ныне классическими образцами советского оперативно-стратегического искусства, одержали полную победу, враг был разгромлен и капитулировал.

И. В. Сталин в книге "О Великой Отечественной войне Советского Союза" указывал источники непреоборимой силы Советской Армии: "Успехи Красной Армии стали возможными благодаря правильной стратегии и тактике советского командования, благодаря высокому моральному духу и наступательному порыву наших бойцов и командиров, благодаря хорошему оснащению наших войск первоклассной советской военной техникой, благодаря возросшему искусству и выучке наших артиллеристов, миномётчиков, танкистов, лётчиков, связистов, сапёров, пехотинцев, кавалеристов, разведчиков".

Среди ведущих воинских специальностей, сыгравших решающую роль в обеспечении победы над врагом, были и славные советские разведчики. И это понятно: для того, чтобы победить врага, надо его знать. Видеть противника, следить за его действиями, иметь сведения о его численности, вооружении - вот что является одним из условий успеха той или иной боевой операции. На фронте, в обстановке боевых действий, основным средством изучения противника является разведка. И. В. Сталин в своих приказах во время Великой Отечественной войны учил: "Всемерно улучшать и развивать нашу разведку". "Изучать противника, улучшать разведку - глаза и уши армии, помнить, что без этого нельзя бить врага наверняка".

Советский Союз идет во главе мощного демократического, антиимпериалистического лагеря, твердо и непоколебимо проводит политику мира и дружбы между народами, политику разоблачения поджигателей войны. Советский народ хочет жить в мире со всеми странами, занимаясь великим делом строительства коммунизма. Но мы ни на минуту не забываем о существовании лагеря империализма. И поэтому советский народ непрерывно укрепляет оборону Советского Союза, бдительно следит за происками поджигателей войны, всемерно укрепляет Советскую Армию, Военно-Морской Флот и органы разведки. "Советский Союз, - сказал Г. М. Маленков в отчетном докладе ЦК XIX съезду партии, - неуклонно проводя свою политику мирного сотрудничества со всеми странами, в то же время учитывает наличие угрозы новой агрессии со стороны зарвавшихся поджигателей войны. Поэтому он укрепляет и будет укреплять свою обороноспособность".

Н. А. Булганин в своей речи на XIX съезде партии сказал: "Таким образом, нам, как и прежде, необходимо всемерно укреплять нашу Армию, Авиацию и Военно-Морской флот. Постоянная боевая готовность наших Вооружённых Сил и вооружённых сил всего демократического лагеря - самая надёжная гарантия от всяких случайностей".

Совершенствование техники всех сторон военного дела, а в том числе и разведки - задача, которая сейчас стоит перед нашими солдатами и офицерами, В мирное время первостепенная задача всех солдат и матросов, офицеров и генералов состоит в непрерывном совершенствовании своих военных и политических знаний.

Руководящим принципом боевой подготовки советских Вооруженных Сил всегда было и теперь остается - учить войска тому, что необходимо знать на войне.

Одним из основных методов разведки является наблюдение за противником. Во время войны по всему фронту организуются пехотные и артиллерийские наблюдательные пункты. На таких пунктах день и ночь наблюдатели внимательно следят за расположением противника, подмечая малейшее его движение. В прифронтовой полосе располагаются посты службы воздушного наблюдения, которые следят за воздухом, стремясь обнаружить самолеты противника. Каждый замеченный самолет регистрируется, отмечается его тип и направление полета. Эти данные немедленно передаются командованию противовоздушной обороны. На побережье размещаются посты береговой службы наблюдения, которые неустанно наблюдают за морским горизонтом. Зорко всматриваются вахтенные на боевых кораблях: не появится ли дымок скрытого за горизонтом судна, мачта парусника или перископ подводной лодки. Разумеется, и с самолетов все время внимательно следят и за землей, и за воздухом, особенно при перелете во время войны над территорией противника. Воздушная разведка является одним из самых эффективных методов разведки в современной армии, и применяется она во время войны очень широко.

Изучая противника, всегда следует помнить, что он со своей стороны также применяет разведку, стараясь собрать как можно больше сведений. Поэтому в современных армиях широко применяется маскировка, которая представляет собой совокупность мероприятий, направленных к тому, чтобы ввести противника в заблуждение относительно наших сил, средств, действий, и намерений при организации и проведении боевых действий.

Главная роль в разведке принадлежит наблюдению. Наблюдение же производится глазом.

В помощь глазу современный воин имеет целый ряд специальных приборов, облегчающих наблюдение, уточняющих и усиливающих получаемые результаты. В армии, флоте и авиации состоят на вооружении самые разнообразные оптические приборы, начиная с бинокля, который только приближает или, вернее, увеличивает изображения удаленных предметов, и кончая такими сложными современными оптическими приборами, как дальномеры, стереотрубы и перископы; некоторые из этих приборов позволяют наблюдать из-за укрытия или выполнять на поле боя различные сложные измерения. Все большее распространение получают способы разведки, в которых глаз наблюдателя не участвует непосредственно и где вместо него на противника "смотрит" специальный прибор, заменяющий человека с его далеко не во всем совершенным зрением.

Прежде всего, следует назвать фотографию. Фотографический аппарат, установленный на самолете или на какой-нибудь вышке, в малую долю секунды может запечатлеть на снимке большой участок местности с таким количеством деталей, которые наблюдатель не смог бы охватить и зарегистрировать и за час работы. Кроме того, снимок местности - это документ, который можно детально проверять и изучать, сличая с другими снимками, полученными раньше, и таким образом обнаруживать на местности самые ничтожные изменения. Приведем следующий пример.

Самолет-разведчик во время войны дважды пролетал над неприятельской территорией, но наблюдатель не заметил ничего существенного. Оба раза он фотографировал местность. При сравнении второго снимка с первым на лугу были обнаружены узенькие тропинки, ведущие к небольшой рощице, которых не было на первой фотографии. Следовательно, в эту рощицу стали зачем-то часто ходить люди. Последующая разведка, произведенная другими методами, обнаружила, что неприятель устроил в роще склад боеприпасов.

Теперь существуют специальные способы съемки, которые позволяют снимать сквозь дымку, мглу и даже ночью.

В наше время особенно большое значение имеет способ разведки, называемый радиолокацией. Применяемый для этого прибор-радиолокатор - посылает узкий пучок радиоволн, который подобно лучу прожектора как бы "освещает" местность этими невидимыми для глаза волнами. Встречая металлический предмет, например, корабль или самолет, радиоволны от него отражаются, частично возвращаются обратно в пункт наблюдения, там принимаются особым приспособлением и после надлежащего преобразования дают на специальном светящемся экране сигнал, указывающий наличие отражающего радиоволны предмета.

Такой способ наблюдения позволяет обнаруживать противника в условиях, когда просто зрением или фотографированием ничего заметить нельзя. Например, ночью в полной темноте он действует так же успешно, как и днем. Радиоволны свободно проходят сквозь мутный, туманный воздух, и поэтому радиолокатором можно "видеть" сквозь дождь, мглу, дым, даже через плотные облака.
Так на основе изобретения А. С. Попова возникло и успешно развивается одно из крупнейших достижений нашего века, новая отрасль техники - радиолокация. Мы горды тем, что приоритет в открытии радиолокации также принадлежит нашей стране. К услугам радиолокации сейчас прибегают авиация, артиллерия, военно-морской флот. Первую практическую проверку радиолокация получила в годы второй мировой войны. Она применялась в противовоздушной обороне для того, чтобы заблаговременно предупреждать о приближении самолетов противника. Затем она стала служить для наведения ночных истребителей на бомбардировщики врага, для наводки зенитных орудий, для борьбы с подводными лодками и т. д.

Но как бы ни были эффективны и совершенны специальные приборы, применяемые для наблюдения, главным все же остается обычное человеческое зрение. В любой обстановке воин должен смотреть, а смотрят, чтобы видеть. Поэтому искусством видеть, умением наблюдать, пользоваться своим зрением наиболее целесообразным способом должен владеть каждый воин. Ниже мы расскажем о том, как устроен наш орган зрения - глаз, в каких условиях он работает хорошо, в каких плохо и как он воспринимает окружающие предметы при различных обстоятельствах.

Военная маскировка

Лет сто назад поля сражения имели очень эффектный вид. Военный лагерь представлял собой ряд белых полотняных палаток, красиво выделявшихся на изумрудном фоне зелени. Над ним развевались разноцветные знамена и флаги. В бой шли сомкнутые колонны солдат, одетых в яркие разноцветные мундиры. Сверкали на солнце золотые позументы и медные каски, украшенные перьями. Звуки труб и дробь барабанов дополняли эту почти театральную картину.

Совсем другой вид имеет поле боя в наше время. В минуту затишья, когда бой прекращается, местность кажется пустынной. Среди изрытых снарядами полей и перелесков на первый взгляд нельзя заметить ни людей, ни боевых машин. Неопытный человек может вообразить, что тут вообще никого нет, что территория покинута, хотя на самом деле на ней сосредоточены мощные боевые средства. В современной войне, где в ход пускается громадное количество дальнобойных средств поражения, скрытность и незаметность являются основным средством сбережения живой силы и техники.

В современной армии маскировка - это сложная и развитая отрасль военной техники, обслуживаемая особыми специалистами.
Самый лучший способ замаскировать какой-нибудь предмет - совсем скрыть его от взоров противника. С этой целью устраивают подземные аэродромы и склады, размещают воинские части в густом лесу, а предметы, расположенные на открытом месте, прикрывают сеном, травой или специальными маскировочными сетями и коврами с вплетенными в них травами или ветвями.
В случаях, когда спрятать или закрыть предмет невозможно, нужно позаботиться о том, чтобы он как можно меньше выделялся на фоне окружающей местности. Известно, что всякая вещь становится малозаметной, если она по яркости и по цвету не отличается от примыкающих к ней предметов, которые служат для нее "фоном". Много такого рода примеров мы встречаем в природе.

Некоторые животные спасаются от преследующих их хищников благодаря тому, что окраска их сходна с окружающей средой, так что животное трудно заметить. Например, древесные лягушки своим ярко-зеленым цветом так похожи на листья, что лягушку, сидящую на ветке, не отличить от листа даже на близком расстоянии. Некоторые гусеницы и бабочки имеют такую расцветку, что их совсем не отличить от древесной коры, сучьев, сухих листьев. Но природный ландшафт меняется с сезоном. Весной местность покрывается свежей изумрудной зеленью лугов и лесов. Осенью эта окраска переходит в желтые и коричневые тона высохшей травы, зрелых посевов и опавших листьев. Зимой все одевается белым снегом. В зависимости от этого меняют защитную окраску и некоторые живые существа. Всем известно, что белки с переходом к лету меняют свой светло-серый зимний мех на рыжий, который сливается с окраской сосновых стволов и сучьев. То же происходит и с зайцами: зимой шерсть их белая, а летом - серая. Рыба камбала обладает удивительным свойством - принимать цвет дна того водоема, в котором она живет. При этом тело ее может не только принимать всевозможные цветовые оттенки, но и при пятнистой расцветке дна покрываться такими же пятнами.

Необходимость беречь живую силу и технику от огня противника заставила применить различные способы защитной маскировочной окраски. В начале первой мировой войны 1914-1918 гг. в некоторых армиях еще попадались яркие мундиры, но к концу этой войны войска всех стран были однообразно одеты в различные оттенки коричневато-зеленого "защитного" цвета. Теперь этот цвет получил всеобщее распространение. Кроме обмундирования солдат, в защитный цвет окрашивают пушки, пулеметы, танки, бронеавтомобили, грузовые машины, самолеты, палатки и прочие предметы военного обихода. Этот цвет имеет то огромное преимущество, что, будучи промежуточным между серо-зеленым и желтовато-коричневым, он мало выделяется как среди зелени, так и на фоне голой земли, песка, желтых листьев и других обычных предметов ландшафта. Только зимой, когда все покрывает белый снег, этот цвет оказывается не подходящим к фону. Поэтому зимой солдаты, идущие в разведку, надевают поверх своих шинелей и полушубков белые халаты.

Однако как бы хорошо ни был выбран защитный цвет, он не может подходить ко всякому фону. Поэтому в тех случаях, когда хотят достигнуть более высокого маскировочного эффекта, специально подбирают краски под цвет окружающей местности. А так как воинским частям приходится менять свои позиции и переходить с места на место, да и сама местность меняется в зависимости от времени года, то и маскируемые предметы приходится время от времени перекрашивать.

Подбор красок для маскировки - дело сложное. Тут всегда следует помнить, что против маскировки противник будет стараться применить такие приемы разведки, которые уничтожают ее эффект, ведут к демаскировке скрываемого предмета. Приведем одни пример.

Пользуясь обычными зелеными красками, нетрудно составить такой цвет, который для нашего зрения ничем не будет отличаться от окраски лугов или лесов. Выкрашенные в такой цвет предметы сливаются с фоном окружающей растительности. Но если вместо наблюдения глазом противник применит фотографию и притом снимет местность на пластинках, чувствительных к невидимым для глаза инфракрасным лучам, то на снимках зеленая растительность выйдет белой как снег, а предметы, окрашенные искусственной зеленой краской, получатся темными и будут резко выделяться на окружающем фоне.
Окраска объектов под цвет окружающей местности - только один из приемов уменьшения заметности. Одна она далеко не всегда ведет к цели. Например, дом, окрашенный в точности в цвет фона, будет выделяться своей формой и отбрасываемой им тенью. Только сочетание разнообразных приемов его маскировки дает достаточно надежный эффект. К числу таких приемов относится надстройка на маскируемом предмете разного рода козырьков, гребней и других дополнительных частей, искажающих форму предмета, возведение всевозможных ложных сооружений, вводящих противника в заблуждение, и многое другое.
Одноцветная окраска даже и при отсутствии теней зачастую не дает хороших результатов. Например, палатка, окрашенная в зеленый цвет, будет выделяться своим ровным тоном на пятнистой мохнатой стене зеленого леса или кустарника.
Помимо того, если для неподвижных предметов есть возможность подобрать окраску, в точности копирующую окружающую местность, то для подвижных этого сделать, очевидно, нельзя. Ведь бронеавтомобиль или танк в своем движении по местности проходит мимо предметов самого разнообразного цвета, и если его раскрасить, например, в тон леса, то на песке он будет резко выделяться. Обратившись снова за примером в область животного мира, мы увидим, что одноцветная окраска там встречается отнюдь не всегда. Всякому знакома пятнистая расцветка леопарда и жирафа, полосатая шкура тигра и зебры. Такая расцветка существует не зря. Крупное, ровно окрашенное животное в лесу или на лугу непременно будет выделяться на неоднородном и неровном окружающем фоне, и только пятнистая окраска делает его незаметным. Шкура тигра, которая кажется такой пестрой на арене цирка или в зоологическом саду, оказывается совсем незаметной среди зарослей тростника, в которых охотится этот зверь. Пятнистая шкура барса тоже великолепно сливается с усыпанными мелким камнем склонами гор.
В современной войне часто пользуются этими примерами из области зоологии и вместо равномерной окраски покрывают поверхность маскируемого предмета причудливым сочетанием бесформенных пятен и полос (рис. 1). При этом краска наносится так, чтобы границы пятен по возможности не совпадали с естественными контурами предмета и его частей, а, напротив, пересекали эти контуры самым неожиданным образом. В этом случае для смотрящего издали наблюдателя некоторые пятна сольются с окружающим фоном, другие останутся видны, но их беспорядочное сочетание не позволит угадать контуры маскируемого предмета.

Крупнопятнистая деформирующая окраска имеет значение еще и в другом отношении. Зачастую нельзя сделать предмет совсем невидимым, но можно попытаться придать ему непонятную внешность. Так обстоит дело в морском флоте. Невозможно придумать такую окраску, которая делала бы военный корабль невидимым. В ясную погоду на фоне морского горизонта судно любого цвета выделяется вполне отчетливо. Но если покрыть корпус и надстройки корабля полосами или пятнами (рис. 2), то противнику издали будет трудно разобрать, что это за судно, где у него нос, где корма и в какую сторону оно двигается.

Видимость, замечаемость и распознаваемость

Наблюдать можно только то, что видно. Если предмет скрыт от наблюдателя за горизонтом или другими предметами, если его заволакивает туман или ночной мрак, то и наблюдать его при помощи глаза нельзя. Поэтому видимость - обязательное условие зрительного наблюдения. Однако одной видимости здесь мало. Часто бывает, что человек, проходя мимо предмета, который виден, не замечает его. Внимательность, сноровка, опыт играют здесь большую роль, но даже от самого внимательного и опытного наблюдателя многое ускользает, остается незамеченным. Большое значение имеет качество видимости. Чем лучше виден предмет, чем резче он выделяется на окружающем фоне, тем легче его заметить. Например, яркую вспышку в темную ночь заметит каждый, даже в том случае, если она происходит за его спиной, а маленький огонек, вспыхивающий на короткое время на горизонте, удается заметить отнюдь не каждому. Подсчеты показывают, что если появляющаяся в темноте светлая точка так слаба, что ее еле видно, то в 50% случаев она остается не замеченной даже лучшими наблюдателями.

Но увидеть и заметить - это еще далеко не все. Можно хорошо видеть предмет, но не уметь распознать, что он собой представляет. Например, наблюдательный пункт замаскирован соломой под стог сена, который отчетливо виден. Нужно догадаться, что это вовсе не стог, а хитрое маскировочное сооружение. Или, например, стоит на земле ангар для самолетов, ничем не прикрытый от наблюдения с воздуха, но на нем сделаны такие фанерные надстройки, что он похож на обычный жилой дом. Летчик-разведчик, специально вылетевший на поиски неприятельского аэродрома, заметив постройку, кружится над ней, отлично ее видит, но не подозревает, что это ангар. Таким образом, распознаваемость представляет собой третье условие успешного наблюдения объекта.
В этой книге речь будет идти главным образом о видимости далеких предметов как имеющих наибольшее значение в деле наблюдения. Интенсивная научная разработка проблемы видимости далеких предметов началась во время первой мировой войны 1914-1918 гг. в связи с применением авиации и дальнобойного оружия. Трудами инженеров и ученых были построены приборы для измерения видимости, придуманы способы для расчета условий видимости. Поскольку условия видимости тесно связаны с погодой, наблюдения за видимостью на далекие расстояния теперь ведутся на всех метеорологических станциях.

Проблема видимости очень сложна. Ответ на вопрос - будет или не будет виден тот или иной предмет, зависит от многих обстоятельств. Тут играют роль и особенности зрения наблюдателя, и состояние воздуха, и характер освещения ландшафта, и, наконец, особенности самого предмета: его яркость, цвет, размеры, форма, иногда даже душевное состояние наблюдателя. Поэтому решение многих вопросов, связанных с видимостью, требует порой сложных теоретических изысканий и продолжительных измерений и наблюдений.

Вопросы видимости затрагивают столь разнообразные отрасли науки и техники, что их трудно ограничить каким-нибудь одним из существующих разделов знания. Поэтому некоторые ученые предлагают выделить учение о видимости в самостоятельный раздел науки. Ниже мы попытаемся дать краткое представление о проблемах, стоящих перед этой сравнительно новой отраслью знания.

II. УСЛОВИЯ И СПОСОБЫ НАБЛЮДЕНИЯ ДАЛЕКИХ ПРЕДМЕТОВ

Кругозор места наблюдения

Обозревать далеко расположенную местность можно не с каждого пункта. Очень часто окружающие нас близкие предметы (дома, деревья, холмы) заслоняют собой горизонт.

Часть территории, которую можно просматривать с какого-нибудь места, принято называть кругозором этого пункта. Если близкие предметы загораживают горизонт и поэтому вдаль смотреть нельзя, то говорят, что кругозор очень мал. В некоторых случаях, как, например, в лесу, в густом кустарнике, среди тесно расположенных построек, кругозор может ограничиваться немногими десятками метров.

Для наблюдения за противником чаще всего нужно смотреть вдаль, и поэтому для наблюдательных пунктов (НП) стараются выбирать пункты с хорошим, широким кругозором.

Чтобы окружающие предметы не мешали видеть, нужно расположиться выше их. Поэтому открытым кругозором чаще всего отличаются позиции, расположенные достаточно высоко. Если какой-нибудь пункт находится выше других, то говорят, что он "командует" над ними. Таким образом, хороший кругозор во все стороны может быть достигнут тогда, когда пункт наблюдения находится в точке, которая командует над окружающей местностью (рис. 3).

Вершины гор, холмов и других возвышенностей являются пунктами, с которых обычно открывается широкий вид на окружающую низменность. На равнине, где местность плоская, наилучший кругозор получается при подъеме на искусственные сооружения и постройки. С крыши высокого дома, с вышки завода, с колокольни почти всегда можно обозревать очень далекие части ландшафта. Если нет подходящих построек, то иногда сооружают специальные наблюдательные вышки.

Еще в глубокую старину на вершинах холмов и крутых обрывах воздвигали специальные дозорные башни и с них следили за окрестностью, чтобы заблаговременно заметить приближение неприятельского войска и не быть застигнутыми врасплох. Отчасти с этой же целью сооружались башни в старинных крепостях и замках. В древней Руси дозорными вышками служили колокольни церквей, в Средней Азии - минареты мечетей.

В наше время специальные вышки для наблюдения очень распространены. Часто среди лесов и полей нашей страны попадаются бревенчатые вышки, или "маяки". Это либо геодезические "сигналы", с которых ведут наблюдения при съемке местности, либо посты пожарной лесной охраны, с которых в засуху следят за лесом и замечают возникающие лесные пожары.

Высота всяких наземных сооружений, естественно, ограничена. Чтобы подняться над землей еще выше и этим еще больше расширить свой кругозор, пользуются летательными средствами. Уже в годы первой мировой войны для наблюдения широко применяли привязные змейковые аэростаты (так называемые "колбасы"). В корзине аэростата сидел наблюдатель, который мог подниматься на высоту 1000 м и более, часами оставаться в воздухе и следить за обширной территорией. Но аэростат слишком уязвимая цель для противника: его легко сбить как с земли, так и с воздуха. Поэтому наилучшим средством для проведения разведки следует считать самолет. Способный подниматься на большую высоту, двигаться с большой скоростью над территорией противника, уходить от преследования и активно отражать нападение неприятельских воздушных сил, он позволяет не только вести наблюдение над своей территорией, но и производить во время войны глубокую разведку в тылу неприятеля. При этом визуальное наблюдение часто дополняется фотографированием изучаемой местности, так называемой аэрофотосъемкой.

Дальность открытия

Пусть наблюдатель находится на совершенно открытом и ровном месте, например, на берегу моря или в степи. Поблизости никаких крупных предметов нет, горизонт ничем не загорожен. Какое пространство сможет обозревать наблюдатель в этом случае? Где и чем будет ограничен его кругозор?

Каждому известно, что в этом случае границей кругозора будет линия горизонта, т. е. та черта, на которой небо как будто сходится с землей.

Что же представляет собой этот горизонт? Здесь надо вспомнить уроки географии. Земля кругла, и поэтому ее поверхность везде выпуклая. Вот эта кривизна, эта выпуклость поверхности Земли и ограничивает кругозор на открытом месте.

Пусть наблюдатель стоит в точке Н (рис. 4). Проведем линию НГ, которая касается шаровидной поверхности земли в точке Г. Очевидно, что та часть земли, которая к наблюдателю ближе, чем Г, будет видна; что же касается земной поверхности, лежащей дальше Г, например, точка В, то ее видно не будет: ее загородит выпуклость земли между Я и В. Проведем круг через точку Г с центром у подножия наблюдателя. По этому кругу для наблюдателя и лежит его видимый горизонт, т. е. граница земли и неба. Заметьте, что от наблюдателя этот горизонт виден не на перпендикуляре к отвесу, а несколько книзу.

Из чертежа легко понять, что чем выше поднимается наблюдатель над поверхностью земли, тем дальше от него отодвинется точка касания Г и, следовательно, тем шире будет его кругозор. Например, если наблюдатель спустится с верхушки башни Н на нижнюю площадку, то он сможет видеть землю только до точки, которая гораздо ближе точки Г.

Значит, даже и тогда, когда ничто не заслоняет горизонта, подъем кверху расширяет кругозор и позволяет видеть дальше. Следовательно, и в совсем открытых местах выгодно выбирать для пункта наблюдения возможно более высокую точку.

Математическое изучение вопроса показывает: для того, чтобы горизонт расширился в два раза, надо подняться на высоту в 2х2=4 раза большую; чтобы расширить горизонт в три раза, в 3х3=9 раз большую и т. д. Иначе говоря, чтобы горизонт отодвинулся в N раз дальше, надо подняться в N2 раз выше.

В таблице 1 дается расстояние видимого горизонта от пункта наблюдения при подъемах наблюдателя на разные высоты. Приведенные здесь цифры - это граница, до которой можно обозревать самую поверхность земли. Если же речь идет о наблюдении высокого предмета, как, например, мачты корабля К, изображенной на рис. 4, то она будет видна значительно дальше, так как ее верхушка будет выдаваться над линией видимого горизонта.

Расстояние, начиная с которого какой-нибудь предмет, например, гора, башня, маяк, корабль, становится видимым из-за горизонта, называется дальностью открытия. (Иногда его называют также "дальностью видимости", но это неудобно и может повести к путанице, так как дальностью видимости принято называть расстояние, на котором предмет становится видимым в тумане.) Это тот предел, дальше которого увидеть этот предмет с данного пункта нельзя ни при каких условиях.

Дальность открытия имеет большое практическое значение, особенно в море. Ее легко рассчитывать, пользуясь таблицей дальности горизонта. Дело в том, что дальность открытия равна дальности горизонта для пункта наблюдения плюс дальность открытия для верхушки наблюдаемого предмета.

Приведем пример такого расчета. Наблюдатель стоит на прибрежном обрыве на высоте 100 м над уровнем моря и ожидает появления из-за горизонта корабля, мачты которого имеют высоту 15 м. На какое расстояние должен подойти корабль, чтобы наблюдатель мог его заметить? По таблице дальность горизонта для пункта наблюдения будет 38 км, а для мачты корабля - 15 км. Дальность открытия равна сумме этих чисел: 38+15=53. Значит, мачта корабля появится на горизонте, когда корабль подойдет к пункту наблюдения на 53 км.

Кажущиеся размеры предметов

Если понемногу удаляться от какого-нибудь предмета, то видимость его будет постепенно ухудшаться, различные детали будут пропадать одна за другой, и рассматривать объект будет все труднее и труднее. Если предмет мал, то на известном расстоянии его совсем нельзя будет различить, даже в том случае, если его ничто не загораживает и воздух совершенно прозрачен.

Например, с расстояния в 2 м можно разглядеть малейшие морщинки на лице человека, которых с расстояния в 10 м уже не видно. На расстоянии 50-100 м человека не всегда можно узнать, при удалении на 1000 м трудно определить его пол, возраст и форму одежды; с расстояния 5 км его вообще не увидишь. Рассматривать предмет издалека трудно вследствие того, что чем дальше предмет, тем меньше его видимые, кажущиеся размеры.

Проведем из глаза наблюдателя две прямые линии к краям предмета (рис. 5). Составленный ими угол называется угловым поперечником предмета. Его выражают в обычных для угла мерах - градусах (°), минутах (') или секундах (") и их десятых.

Чем дальше предмет, тем меньше его угловой поперечник. Для того, чтобы найти угловой поперечник предмета, выраженный в градусах, надо взять его действительный, или линейный, поперечник и разделить на расстояние, выраженное в тех же мерах длины, а то, что получится, умножить на число 57,3. Таким образом:

Чтобы получить угловой размер в минутах, надо вместо 57,3 взять множитель 3438, а если надо получить секунды, то - 206265.
Приведем пример. Солдат имеет рост 162 см. Под каким углом будет видна его фигура с расстояния в 2 км? Замечая, что 2 км составляют -200000 см, вычисляем:

В таблице 2 даются угловые размеры предмета в зависимости от его линейных размеров и расстояния.

Принято считать, что предмет можно увидеть лишь в том случае, если его угловой поперечник не меньше 1'. Впрочем, форма и особенно яркость предмета могут сильно изменять эту границу.

Острота зрения

Способность видеть далекие предметы у разных людей не одинакова. Один прекрасно видит мельчайшие детали удаленной части ландшафта, другой плохо различает подробности даже сравнительно близко расположенных предметов.

Способность зрения различать тонкие, мелкие по угловым размерам детали называется остротой зрения, или разрешающей способностью. Для людей, которым по роду своей деятельности приходится следить за удаленными частями ландшафта, например для летчиков, моряков, шоферов, паровозных машинистов, острое зрение совершенно необходимо. На войне оно является ценнейшим качеством каждого солдата. Человек с плохим зрением не может хорошо целиться, вести наблюдение за удаленным противником, он плох в разведке.

Как же измерить остроту зрения? Для этого разработаны весьма точные приемы.

Нарисуем на белом картоне два черных квадрата с узким белым промежутком между ними и хорошо осветим этот картон. Вблизи ясно видны и квадраты и этот промежуток. Если начать постепенно отходить от рисунка, то угол, под которым виден промежуток между квадратами, будет уменьшаться, и различать рисунок будет все труднее и труднее. При достаточном удалении белая полоса между черными квадратами совсем исчезнет, и наблюдатель вместо двух отдельных квадратов увидит одну черную точку на белом фоне. Человек с острым зрением может заметить два квадрата с большего расстояния, чем тот, у кого зрение менее острое. Поэтому угловая ширина промежутка, начиная с которой квадраты видны раздельно, может служить мерой остроты.

Найдено, что для человека с нормальным зрением; наименьшая ширина промежутка, при которой два черных изображения видны раздельно, составляет 1'. Острота такого зрения принимается за единицу. Если удается увидеть как раздельные изображения при промежутке между ними в 0',5, то острота будет 2; если же объекты разделяются лишь при ширине промежутка в 2', то острота будет 1/2 и т. д. Таким образом, для того, чтобы измерить остроту зрения, надо найти наименьшую угловую ширину промежутка, при которой два изображения видны как раздельные, и на нее разделить единицу:

Для испытания остроты зрения применяют рисунки разного очертания. Читатель, вероятно, знает таблицы с буквами разной величины, которыми проверяют зрение врачи-глазники (окулисты). На такой таблице нормальный глаз с остротой, равной единице, разбирает буквы, толщина черных линий которых равна 1'. Более острый глаз может разбирать буквы и мельче, менее острый - лишь те буквы, которые крупнее. Разные буквы имеют неодинаковые очертания, и поэтому некоторые из них разбирать легче, а другие труднее. Этот недостаток устраняется, если пользоваться специальными "пробами", где наблюдателю показывают одинаковые фигуры, повернутые различным образом. Некоторые из таких проб изображены на рис. 6.

Рис. 6. Образцы фигур для испытания остроты зрения.
Слева - две черные полосы, наблюдается исчезновение белого промежутка между ними. Посредине - кольцо с разрывом, направление этого разрыва должен указать испытуемый. Справа - в виде буквы Е, поворот которой указывает наблюдатель.

Близорукость и дальнозоркость

По своему устройству глаз очень похож на фотографический аппарат. Он тоже представляет собой камеру, правда, круглой формы, на дне которой получается изображение наблюдаемых предметов (рис. 7). Изнутри глазное яблоко устлано особой тонкой пленкой, или кожицей, называемой сетчатой оболочкой, или ретиной. Она вся усеяна громадным количеством очень мелких телец, каждое из которых соединено тонкой ниточкой нерва с центральным зрительным нервом и далее с мозгом. Одни из этих телец короткие и называются колбочками, другие же, продолговатые, называются палочками. Колбочки и палочки представляют собой орган нашего тела, воспринимающий свет; в них под действием лучей получается особое раздражение, которое по нервам, как по проводам, передается в мозг и воспринимается сознанием, как ощущение света.

Световая картина, воспринимаемая нашим зрением, составляется из множества отдельных точек - раздражений колбочек и палочек. В этом глаз тоже похож на фотографию: там изображение на снимке тоже слагается из множества мельчайших черных точек - зерен серебра.

Роль объектива для глаза играет отчасти студенистая жидкость, наполняющая глазное яблоко, отчасти прозрачное тело, расположенное непосредственно за зрачком и называемое хрусталиком. По своей форме хрусталик напоминает двояковыпуклое стекло, или линзу, но от стекла отличается тем, что состоит из мягкого и упругого вещества, отдаленно напоминающего студень.
Для того, чтобы получить хороший, отчетливый снимок, фотографический аппарат надо сначала "навести на фокус". Для этого заднюю рамку, которая несет фотографическую пластинку, передвигают взад и вперед, пока не найдут такое расстояние от объектива, на котором изображение на матовом стекле, вставленном в рамку, будет наиболее отчетливым. Глаз не может раздвигаться и сдвигаться, а потому задняя стенка глазного яблока не может приближаться или удаляться от хрусталика. Между тем, для разглядывания далеких и близких предметов фокусировка должна быть разная. В глазу это достигается изменением формы хрусталика. Он заключен в особую кольцевую мышцу. Когда мы разглядываем близкие предметы, то эта мышца сжимается и надавливает на хрусталик, который от этого выпячивается, становится более выпуклым, и поэтому фокус его делается короче. Когда взор переводится на далекие предметы, то мышца ослабляется, хрусталик растягивается, становится более плоским и длиннофокусным. Этот процесс, который происходит непроизвольно, называется аккомодацией.

Нормальный здоровый глаз устроен так, что благодаря аккомодации он может с полной резкостью видеть предметы, начиная с расстояния в 15-20 см и до сильно удаленных, какими можно считать Луну, звезды и другие небесные светила.

У некоторых людей глаз имеет неправильное строение. Задняя стенка глазного яблока, на которой должно получаться резкое изображение разглядываемого предмета, расположена от хрусталика либо ближе, чем следует, либо слишком далеко.

Если внутренняя поверхность глаза чересчур сдвинута вперед, то как бы хрусталик ни напрягался, изображение близких предметов получается за нею, и поэтому на светочувствительной поверхности глаза изображение выйдет неясным, размытым. Такой глаз видит близкие предметы размазанными, расплывчатыми, - недостаток зрения, называемый дальнозоркостью. Человеку, страдающему таким недостатком, трудно читать, писать, разбираться в мелких предметах, хотя вдаль он видит отлично. Для устранения затруднений, связанных с дальнозоркостью, приходится надевать очки с выпуклыми стеклами. Если к хрусталику и другим оптическим частям глаза добавить выпуклое стекло, то фокусное расстояние делается короче. От этого изображение рассматриваемых предметов приближается к хрусталику и попадает на сетчатую оболочку.

Если сетчатая оболочка расположена от хрусталика дальше, чем полагается, то изображения далеких предметов получаются перед ней, а не на ней. Глаз, страдающий таким недостатком, видит далекие предметы очень неясно и размыто. Против такого недостатка, называемого близорукостью, помогают очки с вогнутыми стеклами. При таких стеклах фокусное расстояние становится длиннее, и изображение далеких предметов, отодвигаясь от хрусталика, попадает на сетчатую оболочку.

Оптические приборы для наблюдения на далекие расстояния

Если предмет виден плохо из-за того, что его угловые размеры слишком малы, то его можно рассмотреть лучше, приблизившись к нему. Очень часто сделать это невозможно, тогда остается только одно: рассматривать предмет через такой оптический прибор, который показывает его в увеличенном виде. Прибор, позволяющий успешно наблюдать далекие предметы, изобрели давно, более трехсот лет назад. Это - зрительная труба, или телескоп.

Всякая зрительная труба в основном состоит из двух частей: из большого двояковыпуклого стекла (линзы) на переднем, обращенном к предмету конце (рис. 8), которое называется объективом, и второго, меньшего по размерам, двояковыпуклого стекла, к которому прикладывают глаз и которое называется окуляром. Если труба направлена на сильно удаленный предмет, например, на далекий фонарь, то лучи подходят к объективу параллельным пучком. При прохождении через объектив они преломляются, после чего сходятся конусом, и в точке их пересечения, называемой фокусом, получается изображение фонаря в виде светлой точки. Это изображение разглядывают через окуляр, действующий наподобие лупы, вследствие чего оно сильно увеличивается и кажется гораздо больше.

В современных телескопах объектив и окуляр составляют из нескольких стекол различной выпуклости, чем достигаются гораздо более четкие и резкие изображения. Кроме того, в трубе, устроенной так, как это показано на рис. 8, все предметы будут видны в перевернутом виде. Видеть людей, бегущих головой вниз по висящей вверху над небом земле, нам было бы непривычно и неудобно, а поэтому в трубы, предназначенные для наблюдений за земными предметами, вставляются особые дополнительные стекла, или призмы, которые поворачивают изображение в нормальное положение.

Прямое назначение зрительной трубы - показывать удаленный предмет в увеличенном виде. Телескоп увеличивает угловые размеры и этим как бы приближает предмет к наблюдателю. Если труба увеличивает в 10 раз, то это значит, что предмет на расстоянии в 10 км будет виден под таким же углом, под каким невооруженным глазом он виден с расстояния 1 км. Астрономы, которым приходится наблюдать очень удаленные объекты - Луну, планеты, звезды, применяют огромные телескопы, диаметр которых равен 1 м и более, а длина доходит до 10-20 м. Такой телескоп может дать увеличение более чем в 1000 раз. Для рассматривания земных предметов столь сильное увеличение в большинстве случаев совершенно бесполезно.

В армии основным прибором для наблюдения считается полевой бинокль. Бинокль - это два маленьких телескопа, скрепленных вместе (рис. 9). Он позволяет смотреть двумя глазами сразу, что, конечно, гораздо удобнее, чем наблюдение одним глазом при одиночной зрительной трубе. В каждой половинке бинокля, как и во всяком телескопе, есть переднее стекло - объектив - и задние стекла, составляющие окуляр. Между ними расположена коробка, заключающая призмы, посредством которых поворачивается изображение. Бинокль такого устройства называется призматическим.

Наиболее распространенный тип призматического бинокля - шестикратный, т. е. дающий увеличение в 6 раз. Применяются также бинокли с увеличением в 4, 8 и 10 раз.

Помимо биноклей, в военном деле в некоторых случаях применяются зрительные трубы с увеличением от 10 до 50 раз, а кроме того, перископы.

Перископ - это сравнительно длинная труба, которая предназначена для наблюдений из-за укрытия (рис. 10). Солдат, ведущий наблюдение перископом, сам остается в окопе, выставляя наружу лишь верхнюю часть прибора, несущую объектив. Это не только предохраняет наблюдателя от огня противника, но и облегчает маскировку, поскольку маленький кончик трубы замаскировать гораздо легче, чем всю фигуру человека. Длинные перископы применяются на подводных лодках. Когда нужно вести наблюдение скрытно от противника, лодка остается под водой, выставляя над поверхностью моря лишь едва заметный конец перископа.
У читателя может возникнуть вопрос, почему в военном деле применяются только приборы со сравнительно слабым увеличением, не превосходящим 15-20-кратное? Ведь не трудно сделать телескоп с увеличением в 100-200 раз и даже больше.

Есть ряд причин, затрудняющих в походе применение зрительных труб с большим увеличением. Во-первых, чем сильнее увеличение, тем меньше поле зрения прибора, т.е. тот участок панорамы, который в нем виден. Во-вторых, при сильном увеличении всякая тряска, дрожание трубы затрудняют наблюдение; поэтому телескоп с сильным увеличением нельзя держать в руках, а надо класть на специальную подставку, устроенную так, что трубу можно легко и плавно поворачивать в разные стороны. Но самым главным препятствием является атмосфера. Воздух у земной поверхности никогда не бывает спокоен: он колеблется, волнуется, дрожит. Сквозь этот движущийся воздух мы и смотрим на далекие части ландшафта. От этого изображения далеких предметов портятся: форма предметов искажается, неподвижный в действительности объект все время шевелится и меняет свои очертания, так что разобрать его детали нет никакой возможности. Чем больше увеличение, тем сильнее все эти помехи, тем заметнее искажения, вызванные колебаниями воздуха. Это приводит к тому, что применение чрезмерно сильно, увеличивающих приборов при наблюдении вдоль земной поверхности оказывается бесполезным.

III. ВИДИМОСТЬ В МУТНОМ ВОЗДУХЕ

Туманы и мгла

С удачно выбранного возвышенного пункта наблюдения можно обозревать широкое пространство в десятки, порою даже в сотни километров. Но отнюдь не всегда. Увидеть гору, удаленную на 100 км или больше, можно только в том случае, когда атмосфера чиста и прозрачна. Достаточно малейшего помутнения воздуха, и гора скроется от наблюдателя за мутной пеленой, называемой воздушной дымкой. Чем больше мутность атмосферы, тем хуже видны отдаленные предметы и тем короче то расстояние, на котором их удается рассмотреть. При тумане, когда воздух особенно мутен, ничего нельзя разобрать уже на расстоянии в километр. Зачастую видимость прекращается уже на расстоянии сотни метров, а бывают и такие густые туманы, сквозь которые ничего не видно на расстоянии в несколько шагов.

Главная причина помутнения воздуха и возникновения дымки, туманов - это сгущение водяного пара. Пока пар сохраняет присущие ему свойства газа, он такой же прозрачный, как и воздух, и поэтому на прозрачность атмосферы влияет мало. Но вот начинается превращение пара в воду. В воздухе образуются мельчайшие, не видимые глазом водяные капельки. Луч света, попадающий на такую капельку, отражается от нее, рассеивается во все стороны. А так как капелек очень много, то большая часть проходящих через воздух лучей разбрасывается, рассеивается в разные стороны, и в результате вся толща воздуха светится тусклым белым светом. Из прозрачного и бесцветного воздух становится мутным, белым, как молоко.

Чем гуще туман, чем больше капелек приходится на единицу объема воздуха, тем меньше прозрачность атмосферы и тем хуже видны далекие предметы. При легком тумане предметы, удаленные на километр, уже становятся невидимыми для глаза. При тумане средней плотности можно видеть не далее 100-300 м, а при очень плотных туманах видимость иногда ограничивается несколькими метрами. Облака - это тот же туман, но собранный в слоях на некоторой высоте над землей. Когда самолет, поднимающийся вверх, входит в облачный слой, летчик оказывается в густом белом тумане, сквозь который ничего не видно ни вниз, ни вверх, ни в стороны.
Капельки, образующие туман, такие мелкие и легкие, что могут долго носиться в воздухе, не падая и не оседая. Если же при продолжающемся сгущении пара они становятся крупнее, то им уже не удержаться в атмосфере, и они начинают постепенно опускаться книзу. Получается "морось", или моросящий дождь, при котором воздух заполняется мелкой водяной пылью, медленно оседающей на мокрую землю. Чем крупнее капли, тем быстрее они падают вниз. Сильный ливень чувствительно хлещет в лицо, потому что крупные капли, из которых он состоит, падают на землю с большой силой.

Зимой на видимость сильно влияет выпадение замерзшей влаги - снега. Во время метелей завеса из снежных хлопьев нередко скрывает от наблюдателя даже самые близкие предметы. Когда падающие из туч на землю снежные хлопья смешиваются со снежным вихрем, поднятым сильным ветром с земли, воздух становится для световых лучей настолько непроницаемым, что ничего не видно даже в двух шагах. Видимость становится настолько плохой, что трудно двигаться пешеходу. Случается, что путник, застигнутый метелью, сбивается с дороги, часами кружит на одном месте и иногда замерзает буквально в нескольких шагах от своего дома, который никак нельзя разглядеть сквозь плотную снеговую завесу.

Не только вода в жидком или твердом виде может сильно снижать прозрачность воздуха. Различные твердые частицы - мелкие песчинки, дым и даже живые микроорганизмы, плавая в воздухе, делают его мутным и снижают видимость далеких предметов.
Летом в южных, а особенно в юго-восточных областях нашей страны настоящие влажные туманы бывают редко. Зато в теплое время года там часто бывают сухие туманы, образованные мелкой минеральной пылью. В степях, особенно в пустынях, почва летом высыхает, а растительность выгорает. Достаточно подуть небольшому ветру, и с обнаженной поверхности земли поднимаются столбы пыли. При сильных ветрах в воздух поднимается не только пыль, но и довольно крупный песок. Бури в пустынях сопровождаются настоящими песчаными метелями, когда пыль и песок, поднятые вверх, заволакивают небо и заслоняют Солнце. Вокруг делается заметно темнее. Воздух при этом становится таким мутным, что уже в нескольких шагах ничего не видно.
Пыль, поднятая ветром в пустынях, может переноситься на огромные расстояния. Известно, что пыль африканских пустынь иногда достигает Центральной Европы. У нас пыль из прикаспийских пустынь несется юго-восточными ветрами и дает характерное явление "помоху" даже в центральных районах страны. Самые мелкие пылинки способны так долго держаться в воздухе, что воздушные течения переносят их через целые материки.

В засушливые годы в северной полосе Европейской части СССР и Сибири начинаются сухие туманы из-за лесных пожаров, когда значительные пространства высохших лесов, кустарников и болот легко воспламеняются от малейшей искры. Неудивительно, что при устойчивой жаркой и сухой погоде каждый день образуются тысячи новых очагов лесных и торфяных пожаров. Там, где население редкое, тушить их трудно. Горит лес, тлеет торф, и едкий сероватый дым с характерным запахом гари разносится широко вокруг, делая воздух мутным и непрозрачным. Эта гарь может распространяться на тысячи километров, проникая далеко за пределы лесной зоны.

Если пылевая мгла, как правило, усиливается с ветром, то дымовые туманы, наоборот, гуще всего в тихую погоду, так как ветер рассеивает дым и тем самым проясняет атмосферу.

Немало способствует увеличению мутности воздуха и деятельность человека. В сухое время даже езда по полевым дорогам заметно влияет на прозрачность воздуха, так как поднимает много пыли. В степи идущий автомобиль часто виден за десятки километров по громадному облаку пыли, которое его сопровождает.

Большие города и заводы всегда бывают окутаны серой завесой мутного воздуха. Тут и уличная пыль, и пары бензина от автомобилей, но больше всего дыма, выбрасываемого многочисленными трубами фабрик и заводов. В этой пропитанной сажей, пылью и разными газами атмосфере влага сгущается особенно легко, вследствие чего в больших городах не только сухие, но и влажные туманы бывают гораздо чаще, чем в сельской местности. От этого ухудшаются не только условия видимости далеких предметов (что, например, очень мешает регулярной работе городских аэродромов и аэропортов), но и условия освещения естественным дневным светом. К тому же пропитанный всякими химическими продуктами туман вреден для здоровья. Поэтому с дымом и пылью в городах всегда ведется энергичная борьба.

То, что в условиях мирной жизни является недостатком, в условиях войны может оказаться очень полезным. В боевой обстановке иногда очень важно скрыть от противника перемещения войск, укрыть от взоров вражеской авиации поселок, завод или здание, спрятать, хотя бы на короткое время, свои корабли или самолеты. Здесь на помощь приходят искусственно создаваемые в воздухе туманы. Это - дымовые завесы, широко применяемые в современной войне.

Для получения маскирующих дымовых завес употребляются различные дымообразующие составы, которые горят, выделяя много густого дыма. В тихую, безветренную погоду полоса такого дыма, медленно ползущего по местности или выпускаемого идущим кораблем или самолетом, образует пелену, которая скрывает от взора противника все, что находится за ней. В других случаях целый участок местности окутывается дымом, скрывающим от постороннего взора землю и все находящиеся на ней предметы.

Луч света в туманном воздухе

Если сквозь слой мутного воздуха проходит луч света, то интенсивность этого луча уменьшается. Чем длиннее путь луча в воздухе и чем более загрязнен этот воздух, тем меньше света пройдет сквозь него. Это хорошо знают прожектористы. Когда освещают какую-нибудь цель мощным лучом прожектора, то освещение получается тем слабее, чем дальше расположен освещаемый предмет. Потеря света быстро возрастает с увеличением мутности воздуха, и в туманную погоду атмосфера так плохо пропускает свет, что пользоваться прожектором на далекие расстояния совсем невозможно.

Это происходит оттого, что при прохождении света через мутный воздух часть его теряется, или, как иногда говорят, "поглощается". Для того, чтобы выразить это ослабление в цифрах, пользуются так называемым коэффициентом прозрачности.
Измерим полное количество света в каком-нибудь пучке лучей, например, в пучке от прожектора, сначала до вступления в воздух, а потом после того, как этот пучок пройдет слой воздуха толщиной 1 км. Во втором случае света окажется меньше. Число, показывающее, какая часть света прошла через слой воздуха в 1 км толщины, и называется коэффициентом прозрачности. Для наглядности мы это выразим еще так:

Иначе говоря, для того, чтобы вычислить коэффициент прозрачности, надо разделить количество света, прошедшее через 1 км воздуха, на то количество света, которой вступило в этот слой воздуха.

Для того, чтобы определять прозрачность воздуха, построено много разных специальных приборов. На рис. 11 показана схема измерений при помощи прожектора. Сноп света направлен вдоль земной поверхности. В двух точках, расположенных вдоль снопа, устроены наблюдательные станции. На каждой из них находится наблюдатель, вооруженный специальным прибором - фотометром, позволяющим измерять интенсивность света. Сравнивая измерения, произведенные на одной и на другой станции, определяют, сколько света потеряно на пути между станциями.
Вот некоторые данные о значении коэффициента прозрачности при различных условиях.

Если известен коэффициент прозрачности, отнесенный к расстоянию в 1 км, то нетрудно рассчитать, какая доля света проходит через слой в 2, 3, 4 и т. д. километров. Для этого надо возвести значение коэффициента прозрачности в степень, равную числу километров. Пусть, например, коэффициент прозрачности равен 0,8. Тогда через слой воздуха в 2 км пройдет доля света, равная

0,8 х 0,8 = 0,8² = 0,64.

После прохождения через слой в 3 км останется часть света

0,8 х 0,8 х 0,8 = 0,8³ = 0,512 и т. д.

Куда же девается свет, задержанный в мутном воздухе? Очень небольшая часть его "поглощается" по-настоящему и переходит в теплоту, нагревающую воздух. Остальной свет сохраняет форму световых лучей, но только лучи эти меняют направление. Встретив плавающую в атмосфере каплю тумана, пылинку или даже молекулу воздуха, световой луч отражается, точнее, рассеивается ею в разные стороны. Этот рассеянный свет отнимается от основного пучка лучей, но за его счет начинает светиться весь объем воздуха, пронизанный световыми лучами. Это особенно хорошо видно, когда смотришь на луч прожектора в темную ночь. С какой бы стороны ни стоял наблюдатель, он всегда ясно видит путь световых лучей в виде длинного светлого столба, протянувшегося между прожектором и освещаемым предметом. На всем пути луча воздух становится светлым и хорошо видимым на темном фоне. За счет какого света мы его видим? За счет той части лучей прожектора, которая рассеивается частицами среды в разные стороны.
Рассеяние света - очень сложное явление. Световой луч, отразившийся от одной частицы среды, может попасть на другую частицу и отразиться второй раз. Дважды отраженный луч опять попадает на частицу и отражается в третий раз и т. д. Точный расчет таких отражений - очень трудная математическая проблема. Ее блестяще разрешил известный советский ученый В. А. Амбарцумян.
Рассеяние и поглощение света играют большую роль в природе. Например, солнечные лучи на пути к Земле проходят через атмосферу, где часть их рассеивается.

Поэтому до земли солнечный свет доходит заметно ослабленным. Но зато рассеянный свет частично возвращается нам в виде освещения от неба. Поток рассеянного света, заполняющий толщу воздуха над нашей головой, создает впечатление яркого синего неба. Светом этого неба озаряются те места, куда прямые лучи Солнца не попадают. Например, у стены, загораживающей Солнце, в чаще леса, в глубоком овраге или в комнате, окна которой обращены в сторону, противоположную Солнцу, вполне светло, хотя прямые солнечные лучи там и не светят.

В пасмурную погоду мы Солнца совсем не видим, и вас освещает один лишь рассеянный свет.

Почему в тумане предметы плохо видны

В туманный день далекие предметы видны неясно, а очень далекие совсем исчезают из виду. Отчего это происходит? В чем причина такого влияния тумана на видимость?

На первый взгляд все кажется очень просто. Туман ослабляет свет, идущий к нам от наблюдаемого предмета, поэтому предмет исчезает для глаза. Однако такое объяснение будет верным только в том случае, когда речь идет о наблюдении ярких, светящихся предметов ночью, когда туман ничем не освещен и поэтому сам остается темным. В условиях дневного наблюдения, когда туман освещен дневным светом, приписывать ухудшение видимости одному ослаблению света неправильно.

Нетрудно заметить, что светло-серый или белый предмет исчезает в тумане уже тогда, когда на пути поглощается не более половины или трех четвертей света. Если же на этот предмет посмотреть сквозь серое (дымчатое) стекло с таким же пропусканием света, то он будет отлично виден. Разница здесь в том, что в тумане происходит сильное рассеивание света, которого нет в темном стекле: в дымчатом стекле лучи ослабляются за счет поглощения, за счет перехода световой энергии в теплоту, а не за счет рассеяния в разные стороны, как это имеет место в тумане. Мы видим какой-нибудь предмет только тогда, когда он своей яркостью или цветом отличается от окружающего фона. Если и яркость и цвет предмета и фона совпадают, то предмет заметить нельзя: он сольется с фоном в сплошное поле равномерной яркости. Этим широко пользуются при маскировке на войне. Зимой разведчики надевают белые халаты, которые сливаются с фоном снега.

Таким образом, предмет может быть виден, при условии, если его яркость (или цвет) в достаточной мере отличаются от фона; иначе говоря, необходимо, чтобы контраст яркости между предметом и фоном был достаточно велик. Установлено, что при благоприятных для зрения условиях (яркое, но не чрезмерное освещение, большие видимые размеры) предмет заметен, если его яркость отличается всего на 1% от окружающего фона. При слабом освещении, например, в сумерки или ночью, нужно гораздо большее различие в яркости, чтобы предмет можно было рассмотреть.

Когда мы смотрим на предмет сквозь туман, то происходят два явления: во-первых, свет, отраженный предметом, ослабляется при прохождении через туман; во-вторых, слой тумана, расположенный между наблюдателем и предметом, дает свой рассеянный свет, который равномерно ложится на предмет и на фон. От этого контраст яркости между предметом и фоном сглаживается, и предмет становится менее заметен. В зависимости от толщины и густоты слоя тумана уменьшается яркость предмета и фона по сравнению с ровной яркостью световой завесы тумана, чем и ухудшается видимость.

Возьмем для примера белый предмет на черном фоне: предположим, белый дом на фоне темного леса. Если тумана нет, то он издали виден совершенно отчетливо, потому что его яркие очертания резко выделяются на темном фоне. Если же местность застилается туманом, то лес уже не будет казаться темным, так как его обволакивает слой тумана, рассеивающий свет; одновременно дом будет казаться менее светлым, его яркость ослабляется поглощением. Контраст, т. е. разница в яркости между предметом и фоном, уменьшится, и следовательно, предмет будет выделяться слабее. Чем более мутен воздух, чем гуще туман, тем светлее, будет казаться темный лес и тем бледнее белый предмет. При очень мутном воздухе от белого предмета до наблюдателя дойдет так мало света и так много его рассеется в тумане, что разница в яркости между предметом и фоном окажется меньше 1%. В таких случаях глаз совсем не может рассмотреть предмет, он будет невидим за мутной туманной пеленой.

Дальность видимости

Читателю, вероятно, приходилось в мглистый день быстро удаляться от темного предмета, например, от поросшего еловым лесом холма. При этом читатель, наверное, наблюдал следующее явление. С близкого расстояния стена елового леса будет выглядеть темно-зеленого, почти черного цвета. На некотором расстоянии она подернется едва заметной светлой дымкой, которая будет скрадывать детали отдельных деревьев. По мере того как расстояние увеличивается, лес кажется светлее. Вот его уже заволокла яркая синяя пелена. Затем эта пелена становится голубоватой. Отъехали еще - и лес едва выделяется на фоне горизонта в виде чуть заметного силуэта. Еще несколько километров - и его прозрачные очертания совсем пропадают на светлом фоне неба: леса больше не видно, он скрыт пеленой дымки.

То расстояние, на котором глаз перестает различать предмет в мутном воздухе, называют дальностью видимости. Ее не следует смешивать с дальностью открытия, - расстоянием, на котором предмет появляется из-за горизонта или из-за различных преград.
При чистом, прозрачном воздухе кругозор чаще всего ограничивается горизонтом, и его ширина выражается дальностью открытия, описанной в главе II. При мутном, малопрозрачном воздухе кругозор ограничивается вследствие того, что отдаленные части панорамы скрываются за пеленой мглы или тумана. В этом случае видимость будет тесно связана с состоянием атмосферы, и умелое использование условий видимости может способствовать боевым операциям на суше, на море и в воздухе.
При той или иной прозрачности воздуха дальность видимости для разных предметов неодинакова. Это находится в зависимости от окраски и размеров предметов и их расположения по отношению к Солнцу. Вопрос этот был подробно исследован рядом советских ученых, которые выяснили закономерности, определяющие степень видимости или полную невидимость данного предмета при различных условиях.

Крупные предметы будут видны с большего расстояния, чем мелкие. Часто высокий холм виден издалека, а расположенные значительно ближе его телеграфные столбы, рельефно выделяющиеся в ясную погоду, тонут в тумане. Маленький торпедный катер может в тумане приблизиться к большому кораблю на расстояние довольно отчетливой видимости, сам оставаясь незаметным.
Что касается до влияния окраски, то всего проще обстоит дело с предметами черного цвета, для которых фоном служит небо у самого горизонта. Абсолютно черный объект поглощает все падающие на него лучи и ничего не отражает. Поэтому яркость такого объекта при самом сильном освещении равна нулю. Однако, когда мы смотрим на такой черный предмет издалека, то он нам кажется сравнительно светлым. В этом случае его видимая яркость получается за счет света, рассеянного в воздухе, расположенном между наблюдателем и предметом. Это обстоятельство упрощает все расчеты, связанные с определением дальности видимости.

Оказывается, что дальность видимости совсем черного предмета на фоне неба зависит только от прозрачности воздуха, а характер дневного освещения на нее совсем не влияет. Светит ли яркое Солнце или небо сплошь затянуто тучами, дальность видимости будет одна и та же, если одинаков коэффициент прозрачности. Если плотность тумана везде одинакова, то и дальность, видимости черных предметов будет одинаковой во все стороны. При солнечной погоде в стороне Солнца такие предметы видны так же далеко, как и в противоположной Солнцу стороне, хотя горизонт и слои тумана разной толщины под Солнцем всегда гораздо ярче, чем в других направлениях.

Дальность видимости абсолютно черного предмета больших размеров на фоне неба у горизонта принято называть иллюстративной, или метеорологической дальностью видимости.

Абсолютно черных объектов в природе, конечно, не существует. Всякий реальный предмет отражает хоть немного из падающих на него лучей Солнца и неба. Поэтому и метеорологическая дальность видимости есть некоторая условная, теоретическая характеристика видимости. Однако существует немало темных предметов, которые слабо отражают свет. К ним относятся, например, хвойные деревья, лиственные леса летом, покрытые черноземом склоны холмов (особенно в сырую погоду), многие постройки, люди в темной одежде, выкрашенные в черный цвет корабли, паровозы и другие предметы. Для таких объектов реальная дальность видимости будет очень немногим отличаться от метеорологической, и все сказанное об условиях видимости абсолютно черного предмета относится также и к ним.

Гораздо сложнее обстоит дело с видимостью светлых предметов, отражающих много лучей.

В облачную погоду, когда нет прямых солнечных лучей, даже самые светлые предметы обычно кажутся темнее неба на горизонте, и их дальность видимости будет обязательно меньше метеорологической. Серый предмет по яркости меньше отличается от горизонта, чем черный, контраст яркости с фоном неба для него не такой большой; следовательно, он скроется в тумане на меньшем расстоянии. Всего хуже видны светло-серые или белые предметы, например, покрытые снегом холмы. Они и без тумана почти сливаются с молочным фоном облачного горизонта. Достаточно сравнительно тонкого слоя тумана, чтобы они стали невидимыми.
В солнечную погоду, напротив, белые предметы видны дальше всех других. Будучи освещены солнечными лучами, они кажутся гораздо ярче, чем небо у горизонта, и составляют с его фоном очень резкий контраст. Благодаря этому их дальность видимости может быть даже большей, чем дальность видимости черного предмета. Впрочем, это происходит лишь в стороне, противоположной Солнцу. Под Солнцем самые белые предметы кажутся темными, и их дальность видимости будет меньше метеорологической.
При ясной погоде и в стороне, противоположной Солнцу, хуже всего видны серые предметы, отражающие около 1/4 падающих на них лучей.

Условия видимости должны быть приняты во внимание при выборе окраски различных предметов. Если хотят, чтобы предмет был виден как можно дальше, и если на него приходится смотреть со стороны Солнца и в ясную погоду, то лучше всего его окрасить в белый цвет; если же, наоборот, требуется, чтобы предмет был хорошо виден в тумане или в стороне Солнца, то наиболее подходящим будет черный цвет. На практике разные сигнальные сооружения приходится рассматривать с разных сторон и при разной погоде. Поэтому такие предметы, как верстовые столбы, шлагбаумы, морские маяки и т. п., чаще всего делают полосатыми, сочетая белые полосы с черными. Напротив, если требуется, чтобы предмет на фоне неба у горизонта выделялся слабее, то надо пользоваться серой краской того или иного оттенка. Примером может служить "шаровая" краска, которой покрывают военные корабли, чтобы они были возможно менее заметны для противника.

Математическое исследование вопросов видимости приводит к одному очень важному для практики выводу. Оказывается, что при данных условиях освещения дальность видимости предмета любой окраски пропорциональна дальности видимости черного предмета. Это означает, что если вследствие уменьшения прозрачности воздуха черный предмет исчезает вдвое ближе, чем раньше, то и для всякого другого предмета дальность видимости тоже обязательно уменьшится в два раза. Здесь открывается путь к удобному для практики способу нахождения дальности видимости разных объектов.

Командиру, проводящему боевую операцию, иногда приходится учитывать дальность видимости самых различных предметов. Определять ее прямым наблюдением для каждого предмета было бы невозможно. Зато можно из наблюдения черных предметов или путем измерения коэффициента прозрачности воздуха посредством фотометра найти метеорологическую дальность видимости; чтобы от нее перейти к действительной дальности видимости, достаточно умножить ее значение на коэффициент видимости, характеризующий видимость данного предмета. В таблице 3 в качестве примера приводятся такие коэффициенты для некоторых предметов в условиях пасмурной погоды.

Приведем пример, как пользоваться такой таблицей. Пусть метеорологическая дальность видимости составляет 7 км. Нам надо найти, на каком расстоянии будет' лежать граница видимости серой бревенчатой постройки на фоне земли. Для такого случая в таблице приведен коэффициент 0,55. При его помощи легко находим необходимую нам дальность видимости

7 км х 0,55 = 3,8 км.

Составлены и изданы подробные таблицы для расчета видимости далеких предметов при различных условиях. Проф. Н. Г. Болдырев разработал для таких расчетов удобную номограмму, а В. Б. Вейнберг построил простенький приборчик, позволяющий легко определять видимость по заданным условиям.

Наблюдение видимости на метеорологических станциях

Прозрачность воздуха и связанная с ней дальность видимости, подобно всем прочим свойствам воздушном среды, изменчивы и непостоянны. Поэтому там, где условия местности открывают для наблюдения широкий и богатый деталями кругозор, вид ландшафта изо дня ж день сильно меняется, смотря по тому, как далеко удается видеть наземные предметы. Дни с мглой и дымкой, когда дали едва проступают сквозь синеватую воздушную вуаль, чередуются с такими днями, когда воздух исключительно чист и прозрачен, так что самые отдаленные части панорамы выделяются резко и отчетливо. Затем наступают дожди и туманы, когда дали совсем скрываются, и там, где еще накануне был красивый пейзаж, не остается ничего, кроме серовато-белого моря воздушной мути.
Таким образом, условия видимости далеких предметов, наряду с такими атмосферными явлениями, как облака и ветер, составляют один из элементов погоды. Естественно, что наряду с прочими воздушными явлениями видимость ежедневно наблюдают на метеорологических станциях. Как же это делается?

Самый точный способ определить дальность видимости того или иного предмета - это путешествие, описанное в предыдущем разделе. Наблюдателю следовало бы поместиться в экипаже и, постепенно удаляясь от объекта по прямой дороге с километровыми столбами по краю, отмечать, на каком километре объект скроется из виду.

Разумеется, применять такой способ наблюдения на деле невозможно. При очень чистом воздухе дальность видимости может доходить до 100-200, даже 300 км. Нельзя же заставлять наблюдателей проделывать такого рода путешествия!

Наблюдения видимости в практике метеорологической службы осуществляются очень просто, без всяких поездок. Вместо того, чтобы следить за одним предметом с разных расстояний, выбирают ряд неподвижных предметов, удаленных на различные, но точно измеренные расстояния. Наблюдение состоит в том, что замечают, какие из объектов при данных условиях видны и какие не видны. Например, если роща, удаленная на 9 км, едва видна, а лес, отстоящий на 11 км, совсем не виден, то можно утверждать, что дальность видимости будет около 10 км.

Конечно, трудно найти местность, где на каждом километре стоял бы какой-нибудь подходящий предмет для оценки видимости. Да этого и не требуется. В метеослужбе для наблюдения за видимостью достаточно иметь 9 предметов, расположенных на следующих расстояниях: 50 м, 200 м, 500 м, 1 км, 2 км, 4 км, 10 км, 20 км и 50 км.

Оценка видимости дается в баллах, которые имеют следующие значения:

Оценка видимости, выраженная в баллах такой шкалы, ежедневно передается по телеграфу всеми станциями нашей сети. При этом для наблюдений выбираются черные или, по крайней мере, достаточно темные предметы, например, леса и деревья, так что наблюдаемая дальность видимости близка к метеорологической. Какое значение имеют такие наблюдения?

Во-первых, они служат непосредственно для целей оперативной работы. Например, на морях при слишком малой видимости вместо обычных знаков ограждения включаются колокола, сирены и другие звуковые сигналы, извещающие судоводителей об опасности. К звуковым сигналам прибегают и на железных дорогах. В зависимости от условий видимости, достаточных или недостаточных для посадки самолета, прекращается прием и отправление самолетов на аэродроме. На войне командир, ведущий боевую операцию, оценивает, с какого расстояния при сложившихся условиях он может рассчитывать увидеть противника и где противник сможет обнаружить его самого.

Во-вторых, данные по видимости помогают синоптику, т.е. лицу, занимающемуся предсказанием погоды, разобраться в движении воздушных масс. Воздушные массы, идущие из полярных стран, чаще всего бывают очень чисты и прозрачны. Напротив, воздушные массы, приходящие из тропиков, всегда насыщены пылью пустынь и степей, и поэтому они мутны. Нанося наблюдения за видимостью на карту, синоптик замечает, где проходят прозрачные полярные массы воздуха и где лежат мутные тропические массы. Это помогает ему в его трудном деле предсказания погоды.

В-третьих, накопив данные наблюдений за видимостью за много лет, можно подсчитать, в течение скольких дней в году на данной станции видимость бывает хорошей и в течение скольких дней плохой, как распределяются разные баллы видимости по сезонам года и по часам суток и т. д. Сопоставляя такие подсчеты, сделанные на разных станциях, мы узнаем, какие районы земного шара отличаются хорошей видимостью, а какие плохой, и можем построить карты распределения видимости, подобно тому, как составляются карты облачности, температуры или влажности. Иначе говоря, видимость, подобно всем прочим элементам погоды, можно изучать климатологически.

В-четвертых, располагая большим материалом наблюдений видимости и сопоставляя его с синоптической картой, можно научиться предсказывать видимость.

Приборы для измерения видимости

Далеко не всегда кругозор так широк, чтобы можно было наблюдать за предметами, удаленными на 20-25 км. Как же в таких случаях определить дальность видимости?

Для определения видимости при недостаточно широком кругозоре построены специальные приборы - измерители видимости, или визибилиметры. Схема одного из самых старых приборов такого рода, предложенная Вигандом, представлена на рис. 12. Наблюдатель смотрит на далекий предмет, заметно затянутый воздушной дымкой, через отверстие О в глазной раковине Р. Перед раковиной устроен подвижной клин К, сделанный из особого, слегка мутного состава. Когда клин убран, то предметы видны в их естественном состоянии. Если начать вдвигать клин, то они видны хуже, так как смотреть приходится через мутную пластинку. Чем сильнее вдвинут клин, тем толще слой мутной среды перед глазом и тем больше ослаблена видимость. Наблюдатель вдвигает клин настолько, чтобы объект совсем исчез, скрытый "искусственным туманом" мутной пластинки.

Чем чище воздух, тем резче виден предмет и тем сильнее надо вдвинуть клин, чтобы добиться полной исчезновения предмета. Поэтому передвижение клина необходимое для того, чтобы сделать предмет невидимым, может служить мерой качества видимости данного предмета в данный момент. Были предложены и способы расчета дальности видимости по показанию шкалы на клине прибора, но способы эти не оправдали себя, а поэтому в самый прибор - клиновой измеритель видимости Виганда - теперь не применяется.

На рис. 13 изображена схема так называемого дымкомера Шаронова. Искусственный туман здесь получается благодаря полупрозрачному зеркалу 3, которое отражает в глаз наблюдателя свет от белой просвечивающей пластинки П, освещенной лучами Солнца и неба.

Самый прибор представляет собой небольшую зрительную трубу, состоящую из объектива О и окуляра У. Перед объективом О можно вдвигать серый поглощающий клин К. Если клин не вдвинут, то в трубе можно наблюдать далекую панораму и наложенный на нее свет искусственного тумана. Когда клин вдвигают, то яркость предмета панорамы постепенно уменьшается, а яркость искусственной дымки остается без изменения. От этого поле зрения прибора как бы заливается искусственным туманом, в котором тонут детали обозреваемой панорамы. Если вдвинуть клин достаточно сильно, то изображение панорамы совсем исчезнет на ровном белом фоне света, отраженного от пластинки 3.

Преимущество дымкомера перед прибором Виганда состоит в том, что по его показаниям можно найти метеорологическую дальность видимости.

Этим достоинством обладают также и многие другие приборы, позднее разработанные рядом ученых и конструкторов, и в частности варианты дымкомеров, предложенных В. А. Фаасом, В. Ф. Пискуном и В. А. Гавриловым. Главную часть всех таких приборов составляет призма из прозрачного бесцветного стекла, которая помещается перед объективом небольшой зрительной грубы так, что часть площади объектива ею покрыта, а часть остается свободной (рис. 14). При таком расположении призмы в поле зрения трубы появляются два изображения ландшафта: одно - полученное через свободную часть объектива (оно на своем обычном месте), другое - полученное за счет лучей, прошедших через часть объектива, покрытую призмой (благодаря преломлению лучей оно сдвинуто кверху). Это второе изображение приходится на фоне неба первого изображения. Поэтому наблюдатель, глядя в окуляр трубы, видит на фоне неба над горизонтом слабые контуры домов, деревьев и других далеких предметов как бы висящими в воздухе. Передвигая призму, можно все более и более ослаблять эти вторичные изображения и, наконец, доводить их до полного исчезновения. При наблюдении ищут такое положение призмы, при котором изображение наблюдаемого предмета находится как раз на пределе видимости. Одно из преимуществ приборов, построенных по описанному принципу, состоит в том, что их можно изготовлять в виде отдельной насадки, укрепленной перед объективом любой зрительной трубы или бинокля.
Все измерители видимости, в которых наблюдают исчезновение удаленного предмета, позволяют находить дальность видимости лишь с небольшой точностью. Поэтому выгоднее применять такие приборы, которые измеряют не непосредственно дальность видимости, а прозрачность воздуха, по которой видимость находится путем расчета. Таких приборов (их называют фотометрами) предложено очень много. В некоторых из них измеряется свет далекого огня, в других - свет прожекторного пучка лучей, как это представлено на рис. 11. Советским ученым В. А. Березкиным подробно разработана методика определения прозрачности воздуха из измерений яркости воздушной дымки, наблюдаемой на фоне далекого черного предмета.

Однако все методы определения видимости и прозрачности воздуха, перечисленные выше, имеют тот существенный недостаток, что для их применения необходимо иметь в наличии достаточно удаленные предмету или источники света, что осуществимо далеко не всегда. Например, с корабля, плывущего в открытом море, с самолета, летящего над пеленой облаков, никаких далеких земных предметов не увидишь. В таких случаях применяется прибор, называемый нефелометром (по-русски "туманомер", так как "нефелос" по-гречески туман). Он представляет собой небольшую камеру, в которую засасывают пробу воздуха и там ее освещают очень сильным пучком света. Рассеивая лучи, воздух начинает светиться, и яркость его свечения измеряется. Чем больше в воздухе капелек тумана, пылинок и других посторонних частиц, тем ярче этот рассеянный свет. Поэтому по яркости этого света можно судить о степенна загрязнения воздуха различными примесями, а значит и об условиях видимости далеких предметов в таком воздухе. Разработкой различных конструкций нефелометра занимался советский ученый Н. Э. Ритынь.

Как определить метеорологическую дальность видимости без помощи приборов

При некотором навыке легко определять метеорологическую дальность видимости без всяких приборов по сравнительно недалеким и еще ясно видимым предметам ландшафта. Для этого надо научиться на глаз сравнивать три яркости: близкого предмета, далекого предмета и неба на горизонте.

Пусть объектом служат две лесные гряды, из которых одна расположена совсем близко, так что никакой дымки на ее фоне не заметно, а другая достаточно удалена. Близкая гряда будет казаться очень темной, почти черной, а далекая светлой (рис. 15). Таким образом, ярость далекого леса обязательно будет лежать между яркостью близкого леса и неба на горизонте.

Разделим мысленно разность яркости между небом и близким лесом на десять равных частей и оценим, какой части соответствует яркость далекого леса. Например, если яркость далекого леса лежит как раз по середине между небом и близкими деревьями, то это будет соответствовать баллу 5; если она чуть-чуть ближе к близкому лесу, чем к небу, то баллу 4, а если немного ближе к небу, то баллу 6. Если она заметно ближе к небу, то это будут баллы 7 и 8, а если она от неба почти не отличается, то балл 9. Равным образом, если яркость далекого леса лишь едва заметно отличается от близкого леса, то это будет балл 1, если разница несколько больше, то балл 2 или 3.

После некоторого упражнения легко научиться довольно уверенно оценивать такие десятичные баллы. Таблица 4, приводимая ниже, и рис. 15 могут служить пособием при изучении этого дела.

Разумеется, можно наблюдать не только леса; любые два объекта годятся для такого рода наблюдений при условии, если они совершенно одинаковы по своей действительной (т. е. наблюдаемой вблизи, а не издалека) яркости и если один из них расположен так близко, что дымка на его фоне незаметна, а другой - достаточно далеко, чтобы его яркость явно отличалась от близкого. Следует заметить, что для этой цели лучше, всего выбирать темные объекты.

Таблица 4.

Десятибалльная шкала для оценки яркости удаленных предметов путем сравнения с близким объектом и фоном неба на горизонте

Для того, чтобы найти по баллу метеорологическую дальность видимости, надо знать расстояние до далекого г предмета; его удобнее всего снять с карты или плана местности. Это расстояние надо умножить на число, соответствующее оценочному баллу.

Расстояние, помноженное на приведенное в таблице число, и будет метеорологической дальностью видимости.

Приведем пример. Расстояние до далекого леса было 7,4 км, и его яркость оценена баллом 4. Значит, метеорологическая дальность видимости будет

7,4 км х 8,3 = 61,4 км.

Для облегчения наблюдений по описанному способу построен прибор, так называемый диафаноскоп Шаронова. Он представляет собой небольшую зрительную трубку, в которую смотрят на далекие предметы. При этом на фоне неба подле этих предметов виден ряд квадратиков различной черноты, с которыми и сравнивается видимая яркость наблюдаемого объекта.

Опалесценция в мутном воздухе

В солнечный день, когда воздух не слишком мутен, дали обычно кажутся голубыми. Далекий лес на горизонте не зеленеет, а синеет, голубоватыми кажутся и удаленные холмы, а также очень далекие горы. Зато белые предметы, например горные вершины, покрытые снегом, или кучевые облака на горизонте, выглядят желтоватыми или розовыми. Такое сочетание розово-голубых красок в далеких частях ландшафта напоминает игру света в драгоценном камне - опале. Поэтому легкое помутнение в крайних частях пейзажа иногда называют опалесценцией. В чем же причина этого любопытного явления?

Рассеивать свет способны не только посторонние частицы, плавающие в воздухе, как, например, капли и пылинки, но и мельчайшие частицы тех газов, из которых состоит сам воздух, - молекулы. По размерам молекулы очень малы, гораздо мельче, чем капли тумана и крупинки пыли. А очень маленькие частицы рассеивают лучи разного цвета неодинаково. Сильнее всего ими отражаются невидимые глазом ультрафиолетовые лучи, менее сильно - фиолетовые. Дальше, по порядку идут синие, голубые, зеленые, желтые, оранжевые и красные лучи. Слабее всего отражаются тепловые, или инфракрасные лучи.

Когда пучок солнечных лучей проходит через воздух, то часть света рассеивается, т. е. отнимается от этого пучка и разбрасывается в разные стороны. Синие и фиолетовые лучи рассеиваются гораздо сильнее, чем красные. Поэтому в пучке лучей, прошедшем через воздух, желтых и красных лучей останется больше, чем синих и фиолетовых, а отсюда и свет станет красным. А тот свет, который рассеян в стороны, богат как раз синими лучами и поэтому он будет голубым. Все это мы постоянно наблюдаем в природе. Воздушная толща над нашей головой вследствие сильного рассеивания синих и фиолетовых лучей приобретает голубой цвет, благодаря чему мы видим над собой как бы потолок голубого неба. Прямые лучи Солнца кажутся нам желтоватыми, а когда Солнце стоит низко у горизонта, то даже красными.

На фоне темных предметов ландшафта мы видим воздушную дымку, т. е. свет, рассеянный в толще воздуха между наблюдателем и предметом. Это как бы кусочек синего неба, наложенный на часть земного ландшафта. Светлые, белые предметы сами сильно отражают белый солнечный свет, и этот свет на пути в атмосфере теряет часть своих синих лучей и становится розовым. Получается характерная для чистого воздуха "опаловая" игра красок.

Если атмосфера загрязняется примесью очень мелких частичек, например, особенно тонкой минеральной пылью, то опалесценция усиливается. Такую тонкую пыль несут с собой массы воздуха, приходящие к нам из пустынь тропического пояса. Поэтому усиленная опалесценция является характерным признаком воздушных масс тропического происхождения.

Те частицы, из которых состоят обычные туманы, гораздо крупнее, чем молекулы воздуха. Их поперечник составляет от 0,001 до 0,1 мм. Такие частицы отражают лучи всех цветов одинаково сильно, поэтому никакой опалесценции не получается. При тумане далекие части ландшафта затягиваются пеленой унылого серовато-белого цвета. Этим же объясняется и белый цвет облаков, которые тоже состоят из водяных капель сравнительно крупного размера.

Наблюдение далеких предметов в красных и инфракрасных лучах

Поскольку воздух хорошо пропускает красные лучи и плохо пропускает синие, то видимость далеких предметов, тесно связанная с прозрачностью воздуха, будет неодинакова в лучах различного цвета. Есть основания полагать, что детали удаленных частей ландшафта будут выступать более резко, если пользоваться для наблюдения красным или желтым светом. Практика это подтверждает.

Нередко бывает, что далекие предметы видны лучше, если на них смотреть сквозь желтое стекло. Напротив, через стекло синего цвета далекие части ландшафта видны хуже. Поэтому все полевые бинокли, которыми пользуются специально для наблюдения за далекими частями панорамы, снабжаются желтыми стеклами - светофильтрами, надеваемыми на оправу окуляра. Воздух казался бы еще прозрачнее, если взять красные стекла, но такие стекла слишком ослабляют свет, и поэтому смотреть через них затруднительно.

Обыкновенная фотографическая пластинка чувствительна к синим, фиолетовым и ультрафиолетовым лучам. Поэтому фотографический аппарат - этот искусственный глаз -"видит" предметы в фиолетовом свете. Если на простой пластинке снять открытый ландшафт, то далекие предметы на снимке не получатся: отчетливо видимые глазом человека, они для "глаза" фотокамеры будут заслонены пеленой воздушной дымки, отражающей много фиолетовых лучей. Успешно снимать далекую панораму можно только на специальных пластинках, называемых панхроматическими. Такие пластинки воспринимают не только фиолетовые, но также желтые и красные лучи. Чтобы невыгодный для снимка синий и фиолетовый свет не мешал и не портил изображения, перед объективом фотографического аппарата ставят желтое или красное стекло - светофильтр. Чем гуще такое стекло, тем отчетливее выйдут дали на снимке. При аэрофотосъемке, когда фотографируют местность с самолета, пользуются желтым или красным светофильтром, так как иначе воздушная дымка смажет все детали.

Можно приготовить такие пластинки, которые будут чувствительны к так называемым инфракрасным лучам. Это те лучи, которые в спектре лежат за красными; глаз их не воспринимает. Одна из важных особенностей инфракрасных лучей состоит в том, что они лучше всех других проходят сквозь мглу и дымку. Поэтому на снимках, получаемых на чувствительных к таким лучам пластинках, различаются такие далекие предметы, которые в нормальных условиях не видны. Впрочем, фотографические снимки в невидимых лучах имеют вообще довольно странный вид: небо получается черным, а зеленая трава и деревья - белыми, как снег.

Пользуясь инфракрасными лучами и тёмно-красными светофильтрами, можно получить удачные снимки далей при значительной мутности. К сожалению, такой метод наблюдения оказывается малоэффективным при густых туманах или когда объект скрыт облаками. Это происходит потому, что облака и туманы состоят из плавающих в воздухе водяных капелек довольно крупных размеров, а при крупных частицах ослабление всех лучей спектра, в том числе и инфракрасных, происходит одинаково.

Видимость земли с самолета

Важнейшее для воздушной разведки дело - наблюдение земной поверхности с самолета - тоже сильно страдает из-за мутности воздуха. Когда наблюдатель смотрит с самолета вниз, то земная поверхность кажется подернутой голубоватой вуалью воздушной дымки. Чем больше высота полета, тем сильнее этот посторонний свет и тем хуже виден ландшафт. В ясную погоду, когда воздух вполне чист и нет никаких признаков тумана или мглы, с высоты в 1000 м земля видна вполне отчетливо и во всех деталях. Зато с высоты в 7000-8000 м даже при самой благоприятной погоде пелена рассеянного света сильно снижает видимость. Это отражается на условиях наблюдения, тем более, что земные объекты, интересные с точки зрения разведки или бомбардировки, с таких высот и без того плохо видны вследствие малого углового размера.

При воздушном наблюдении приходится смотреть не только прямо вниз ("в надир"), но и в стороны. Тут воздушная вуаль мешает еще сильнее. Далекие части земли и самый горизонт часто бывают совсем неразличимы из-за недостаточной прозрачности . расположенных под самолетом слоев атмосферы. Большое значение тут имеет положение Солнца: в стороне Солнца дымка гораздо ярче и видимость хуже, чем в противоположной стороне.

По мере подъема видимость земли становится все хуже и хуже. Однако ухудшение видимости с подъемом происходит не всегда плавно. Случается, что в атмосфере чередуются резко разграниченные слои с хорошей и плохой прозрачностью. Нередко слой воздуха у земли бывает очень мутен из-за поднятой с почвы пыли. Этот запыленный слой имеет резкую границу на высоте 1-2 км. Его граница нередко совпадает с высотой тех круглых небольших облаков, которые образуются в летние дни над сушей и называются кучевыми. Тогда при наблюдении с самолета облака кажутся наполовину погруженными в море тумана и как бы плавают в нем. Бывает и обратное: у земли воздух чист, а на некоторой высоте лежит мутный слой. Попадается и несколько мутных слоев, между которыми находится чистый воздух. При таких обстоятельствах ухудшение видимости происходит не постепенно, а скачками.
Примером мутных слоев в атмосфере могут служить облака. Тут видимость нередко прекращается тотчас же по вступлении в мутный слой.

Распределение мути в атмосфере по слоям объясняет ряд явлений, с которыми приходится сталкиваться при наблюдении с самолета. Бывает так, что при наблюдении с небольшой высоты объект скрыт дымкой и рассмотреть его не удается. Если же подняться на большую высоту, то он отчетливо виден, хотя расстояние, а значит, и толща воздуха на линии зрения становятся больше. Рис. 16 поясняет, отчего это происходит. Указанное явление наблюдается тогда, когда над землей лежит сравнительно тонкий слой загрязненного воздуха. При наблюдении с малой высоты свет от предмета до глаза проходит полого через большую толщу мутного слоя, и предмет пропадает из виду. С большой высоты луч идет круто вниз, и поэтому в непрозрачном, затрудняющем наблюдение слое проходит лишь небольшая его часть, и видимость улучшается.

IV. ВИДИМОСТЬ НОЧЬЮ

Ночное наблюдение

Ночь - лучшее время для тех боевых операций, которые должны проводиться скрытно. Ночью удобнее выйти в разведку, пробраться в расположение противника и на месте получить необходимые сведения. Ночью можно скрытно подползти к самой линии обороны врага и неожиданно ворваться в его окопы. Ночью во время войны большие соединения самолетов пересекают линию фронта, заходят глубоко в тыл противника и сбрасывают смертоносный груз своих бомб. Ночью миноносцы и торпедные катера подкрадываются к крупным кораблям и поражают их внезапной торпедной атакой. Во время Великой Отечественной войны с наступлением ночи на дороги временно занятой немецкими фашистами территории выходили отряды наших отважных партизан и уничтожали обозы, средства сообщения, живую силу противника.
Пользуясь преимуществами ночных действий, надо твердо помнить, что и противник тоже может под покровом ночи предпринять внезапное нападение. Поэтому ночью наблюдение не только не прекращается, но, напротив, усиливается. Ночью, как и днем, стоят на своих постах наблюдатели, вслушиваясь в каждый шорох и пристально вглядываясь в темноту. На корабле вахтенные напряженно всматриваются в темный горизонт: не покажется ли во мраке силуэт вражеского судна, не мелькнет ли где-нибудь огонек, не осветит, ли небо вспышка далекого залпа. На постах службы воздушного наблюдения подле звукоулавливателей и прожекторов бодрствуют люди, готовые в любой момент мощным лучом света озарить приближающийся самолет.
Трудна и ответственна служба ночного наблюдения! Она требует внимания и предельного напряжения всех сил.
Причиной всех затруднений в наблюдении ночью является темнота, мрак. Темнота - это отсутствие света, точнее, недостаточно яркое освещение, вследствие которого зрение человека не может воспринимать окружающее с достаточной четкостью. Поэтому самый лучший способ помочь наблюдению - это осветить погруженную в темноту местность искусственным светом: лучом прожектора, осветительной бомбой или ракетой. Но это возможно не всегда. Чаще всего приходится ограничивать наблюдение тем, что видно при наличном уровне света. Поэтому следует заранее знать, насколько темной будет предстоящая ночь, будет ли светить Луна и в какие именно часы, как рано ночной мрак окутает землю и в котором часу начнется рассвет. Все эти данные сообщаются в разного рода справочниках и календарях, где, в частности, приводятся данные о восходе Луны, о часе наступления сумерек и т. д. Такими данными пользуются при планировании ночных операций.

Мера света

Освещенность можно точно измерить и выразить цифрами. При всяком измерении пользуются определенными мерами или единицами, в которых выражаются результаты измерения. Так, длина выражается в метрах или сантиметрах, вес - в граммах и килограммах, объем - в литрах и т. д. Какими же мерами выражают свет?
При измерении света за основу берется особая лампа, которую называют нормальной или стандартной свечой.
Она должна быть устроена так, чтобы сила ее света всегда была строго одинаковой. Со светом такой свечи и сравнивают изучаемую освещенность.
Когда-то для этой цели употребляли обыкновенные свечи из стеарина или парафина установленного размера. Такого рода измерение давало очень неточные результаты: каждая свеча горит и оплывает по-разному; стеарин и воск тоже бывают разного качества, следовательно, свечи одного сорта и размера дают неодинаковый свет. Поэтому позднее перешли от свечей к небольшим лампам с фитилем, в которых горела жидкость определенного состава, но и это давало не совсем точные результаты. Впоследствии стали применять электрические лампы, но и это не решало вопроса, так как сила света таких ламп, хотя и медленно, но все же меняется при работе. Поэтому проф. П. М. Тиходеевым и его сотрудниками был разработан особый прибор, который дает свет исключительного постоянства и который в случае утраты всегда можно точно восстановить. Этот прибор представляет собой электрическую печь, внутри которой светится медленно затвердевающая расплавленная платина. Результаты этой выдающейся работы послужили основой к установлению государственного светового эталона СССР.
Хотя печь с расплавленной платиной совсем не похожа на стеариновую или восковую свечу, меру силы света попрежнему называют свечой.
Если на расстоянии 1 м от лампы в одну свечу поставить экран, то он получит освещение строго определенной силы. Освещенность при таких условиях и принимается за меру освещения, называемую метр-свечой или люксом (от латинского слова "люкс" - свет). В люксах удобно выражать слабое освещение. Для очень яркого света применяют меру фот, который составляет 10000 люксов.
Чтобы читатель составил себе некоторое представление об этих мерах света, приведем примеры.
В ясный летний день, когда небо чисто, а Солнце стоит на небе высоко, освещенность составляет 60000-100000 люксов или 6-10 фотов. В такой же день в тени, куда солнечные лучи не проникают, освещенность будет 10000-20000 люксов. В пасмурный день на открытом месте освещенность бывает от 5000 до 20000 люксов. На закате Солнца она составляет при ясной погоде около 1000 люксов, при пасмурной - 300-500 люксов. В светлые летние ночи в Ленинграде освещенность составляет всего 1 люкс. Вечером в комнате при электрическом свете освещение бывает очень неравномерным: на столе, прямо под яркой лампой с хорошим абажуром, оно может доходить до 100-300 люксов, в то время как в темных углах комнаты бывает 1-5 люксов и меньше. Полная Луна дает света около 0,2 люкса, а в темную безлунную ночь общий свет звезд и других ночных светил составляет всего 1/1000-1/10000 люкса.
Для измерения силы освещения придумано множество специальных приборов - светомеров или фотометров. В некоторых фотометрах яркость света сравнивается лазом, в других она определяется посредством автоматически действующих фотоэлементов, превращающих световые лучи в электрический ток.
Пользуясь такими приборами, можно изучить ход освещенности в открытом поле днем и ночью при разных условиях.

Заря, сумерки и белые ночи

Переход от яркого дневного света к ночному мраку происходит не сразу. С закатом Солнца темнеет постепенно: свет убывает медленно и лишь спустя 1-2 часа достигает своего ночного уровня. То же самое происходит и утром: светать начинает задолго до восхода Солнца, так что к моменту появления дневного светила над горизонтом становится уже совсем светло.
Время, в течение которого угасает или разгорается дневной свет, называется сумерками. Сумерки обычно бывают два раза в сутки: один раз - вечером, после заката Солнца, а другой раз - утром, перед солнечным восходом. В северной зоне страны, например, в Ленинграде, летом вечерние сумерки смыкаются с утренними, так что темнота совсем не наступает. Эти светлые, "белые" северные летние ночи всегда вызывают удивление уроженцев юга, где ничего подобного не бывает и где летом ночи, хотя и короткие, но все же "настоящие", т. е. совсем темные.
На дальнем севере, в суровых просторах Арктики, где бывает и сплошной день, длящийся по нескольку недель и даже месяцев подряд, и сплошная ночь, - сумеречное время проявляется и в других вариантах. Например, темная полярная ночь ежедневно на несколько часов прерывается сумерками, которые зимой заменяют для этих мест день. Еще ближе к полюсу бывает время (весной и осенью), когда сумерки длятся по многу дней подряд, лишь незначительно угасая к полуночи и разгораясь к полудню. То же самое, конечно, происходит и в Антарктике, т. е. в окрестностях Южного полюса.
Откуда же берется серебристое, но тусклое освещение в те часы, когда Солнца нет над нашим горизонтом? Ответить на этот вопрос не представляет большого труда: в сумерки нас освещает небо.
С закатом Солнца прямые солнечные лучи для нас пропадают, но небесный свод остается ярко освещенным, и его рассеянный свет продолжает освещать землю. Если при этом небо ясно, если нет туч и облаков, то на небесном своде разыгрывается ряд эффектных явлений, характерных для сумерек.
Край неба, у которого скрылось Солнце, окрашивается в яркие желтые или оранжевые тона. Над ним нередко появляется расплывчатое широкое пятно пурпурного цвета, постепенно переходящего из беловатых тонов в серо-голубые оттенки зенита. С противоположной Солнцу стороны, на востоке, небо окаймлено широким поясом темно-розового цвета.
По мере того, как Солнце уходит глубже за горизонт, пурпурное пятно опускается книзу и как бы заходит за оранжевый сегмент на западе. В то же время малиновая кайма на востоке подымается над горизонтом, и за ней появляется темный краешек неба синевато-серого, как бы сизого оттенка. Это тень земли на фоне атмосферы. Тень, постепенно поднимаясь все выше и выше, несет с собой ночной мрак.
Все это разнообразие цветов, всю эту эффектную игру красок на вечернем небе называют зарей.
Но вот проходит полчаса - час, и краски зари начинают тускнеть. Меркнет оранжевый сегмент на западе, исчезает пурпурный цвет над ним, расплывается и пропадает розовая кайма на востоке. На смену насыщенным красно-желтым то вам первой фазы вечерней зари приходят тусклые цвета второй фазы. Мутно-желтое у горизонта и зеленоватое над ним небо все больше и больше темнеет. Вот уже пропали все оттенки, и только слабый серый свет показывает направление Солнца, все глубже спускающегося за горизонт. Еще немного - и этот свет меркнет. Зари больше нет. Сумерки закончились.
Те же явления, но в обратном порядке мы наблюдаем на небе утром, перед восходом Солнца. Это утренняя заря.
Как и все воздушные явления, заря бывает очень разнообразной. В зависимости от чистоты и прозрачности воздуха, наличия в нем водяных паров или пыли, от расположения и характера облаков заря бывает то очень ярких и насыщенных цветов ("красные зори", когда заря окрашивается кровавым, пунцовым светом), то, напротив, - блеклой и бедной красками.
Особенности зари отражают перемены в атмосфере, поэтому мы иногда можем пользоваться ими для предсказания погоды. Рыбаки, моряки и вообще жители прибрежных мест, на основании большого житейского опыта, нередко удачно предсказывают погоду по заре.
Причина зари и сумерек кроется в форме земной атмосферы. Окружая шарообразную землю, слой воздуха нам является шаровым слоем, как это изображено на рис. 17. Рассматривая этот рисунок, легко убедиться, что солнечные лучи продолжают освещать верхние слои воздуха и после того, как Солнце зайдет для наблюдателя, стоящего на земной поверхности. Благодаря этому происходит следующее: после заката Солнца освещение земной поверхности солнечными лучами прекращается, но воздух над землей все еще пронизывается солнечным светом. Лучи Солнца рассеиваются в толще воздуха, отражаются воздушными частицами в разные стороны и в том числе по направлению к земле. Поэтому небо кажется нам ярким, мы видим на нем пеструю зарю, а земля и все предметы, находящиеся на ней, освещаются сребристым сумеречным светом.
Чем ниже опускается Солнце за горизонт, тем тоньше становится слой воздуха, освещенного этими лучами; к тому же это верхний, сильно разреженный и, следовательно, слабо отражающий слой. Поэтому по мере опускания Солнца за горизонт небо быстро темнеет и вместе с этим ослабевает и сумеречный свет.
Измеряя яркость неба при заре и производя расчет высоты слоев, еще освещенных солнечными лучами, можно найти рассеивающую способность воздуха на разных высотах над землей и при помощи этих данных определить плотность верхних слоев атмосферы. Такой способ исследования самых высоких слоев атмосферы, пока еще недоступных для человека, был предложен академиком В. Г. Фесенковым и подробно разработан его учениками.

Условия видимости в сумерки

Время сумерек резко и точно отграничено от дневного времени моментами восхода и захода Солнца. Со стороны ночи никакой точной границы у сумерек нет, потому что свет, постепенно убывая, незаметно переходит в темноту ночи. Но для практики и, в частности, для разных расчетов, связанных с видимостью, необходимо хотя бы приблизительно знать, когда кончаются сумерки и начинается ночь.
Оказывается, что при ясной безоблачной погоде изменение освещения с погружением Солнца за горизонт протекает везде приблизительно одинаково. Например, если Солнце углубилось за горизонт меньше чем на 6°, то сумеречный свет настолько ярок, что при нем все отлично видно: на открытом месте можно выполнять любые работы и даже разбирать печатный текст, рассматривать карту, смотреть на часы, компас и т. д. После того как Солнце опускается за горизонт ниже 6°, света уже не хватает, и окружающие предметы становятся видны все хуже и хуже. После того как Солнце углубится на 12°, на земле становится почти темно, однако на небе еще сохраняется довольно большой светлый участок угасающей зари. После погружения Солнца на 18-20° всякие следы зари и сумерек пропадают. Исходя из изложенного, для целей практики условились различать три степени сумерек.
Время, в течение которого Солнце углубляется за горизонт меньше чем на 6°, называется гражданскими сумерками. Сумеречный свет в это время настолько ярок, что как близкие, так и далекие предметы видны вполне отчетливо, и поэтому нет надобности в искусственном освещении, по крайней мере на открытом месте.
Время, в течение которого глубина погружения Солнца заключается между 6 и 12°, называется навигационными или морскими сумерками. В течение этих сумерек видимость быстро ухудшается, однако можно еще довольно отчетливо различать контуры крупных предметов, например, холмов, гор, зданий. Это позволяет мореплавателю ориентироваться в море по очертаниям берегов, откуда происходит название этого раздела сумерек. Цвета предметов различаются с трудом, а затем совсем пропадают.
После погружения Солнца ниже 12° сумеречное освещение на земле практически прекращается и на небе остается только слабый свет заря. Не имея значения для видимости земных предметов, он, однако, мешает астрономам различать слабые звезды. Поэтому самая темная часть сумерек, когда Солнце находится за горизонтом между 12 и 18°, называется астрономическими сумерками. Из вопросов, имеющих практическое военное значение, с этими сумерками связано лишь наблюдение за самолетами, которые на фоне слабо освещенного неба могут выделяться в виде темных силуэтов. (Термин "навигационные сумерки" имеет ограниченное распространение. Во многих случаях под названием "астрономические сумерки" понимается все время, когда Солнце находится между пределами 6 и 18°.)

Глубину погружения Солнца за горизонт можно с большой точностью вычислить заранее на любой день и час каждого года. Зная глубину погружения и учитывая условия погоды, мы будем знать и величину освещенности земной поверхности, а также зависящие от нее условия видимости тех или иных предметов. В таблице 5 приводятся некоторые цифры по этому вопросу. Они основаны на многолетних наблюдениях дневного света, которые велись под руководством проф. Н. Н. Калитина.
Пользуясь найденными на основании опыта значениями глубины погружения Солнца для границы сумерек разного типа, нетрудно составить заранее весьма важные для практики таблицы начала и конца сумерек для разных мест. Такого рода сведения сообщаются в астрономических календарях и ежегодниках и различного рода справочниках.

Продолжительность сумерек зависит от времени года: летом и зимой сумеречное освещение тянется дольше, чем весной и осенью.
Но еще в большей мере продолжительность сумерек зависит от широты места: чем севернее, чем ближе к полюсу, тем дольше длятся сумерки. Происходит это от чисто астрономической причины: чем дальше от экватора расположено место, тем более косо спускается там Солнце к горизонту. На экваторе Солнце спускается отвесно вниз, поэтому вскоре после заката оно оказывается уже глубоко за горизонтом, и сумерки оканчиваются быстро. В умеренных широтах Солнце идет к горизонту под острым углом, а поэтому, продвигаясь вперед благодаря своему кажущемуся суточному движению, оно отходит от горизонта не так быстро. В полярных областях видимый суточный путь Солнца так мало наклонен к горизонту, что, скрывшись от наблюдателя за край Земли, Солнце еще очень долго движется вблизи горизонта, и поэтому сумерки там длятся много часов.

Лунный свет

В сутолоке ярко освещенных городов, в селениях и на станциях, залитых электрическим светом, мы обычно не замечаем Луны и ее тусклого света. Но вот началась Великая Отечественная война. Опасность воздушных налетов заставила выключить все наружное освещение, и тут мы сразу вспомнили про Луну. Ее слабый по сравнению с электрическим свет все же дает достаточное освещение.
Если в темную ночь мы едва различаем силуэты близких предметов, то в полнолуние хорошо видны детали окружающей панорамы, а при ясной погоде даже далекие части ландшафта выступают вполне отчетливо. Неудивительно, что во время войны, в местах, удаленных от фронта, Луне радовались как средству естественного извещения. Зато в прифронтовой полосе на нее смотрели с тревогой: заливая местность своим светом, она демаскировала затемненные города и селения и тем помогала коварному врагу совершать свои разбойничьи воздушные налеты на мирное население нашей страны.
В отличие от дневного освещения, правильно чередующегося изо дня в день, лунный свет очень изменчив. Луна то появляется с самого вечера в виде круглого светлого диска и светит всю ночь напролет, то превращается в узкий светлый серп и тускло светит только с вечера или под утро, то скрывается, и тогда ночь бывает совсем темной. Эти перемены формы и света Луны известны под названием лунных фаз. Напомним их течение.
Один раз в месяц бывает такой день, когда Луна совсем не появляется на небе. Этот день называется новолунием. На следующий день или, чаще, дня через 2-3 после новолуния Луну можно обнаружить вскоре после заката Солнца. Она бледно выступает на фоне вечерней зари в виде тоненькой светлой дужки, похожей на согнутую медную проволочку, и, не давая света, заходит еще до окончания сумерек. Начиная с этого времени, Луна появляется ежевечерне и при этом с каждым днем становится все шире, излучает больше света и заходит все позже и позже. Астрономы характеризуют лунную фазу возрастом Луны; под этим понимается время, прошедшее с последнего новолуния. В возрасте 4-5 дней Луна превращается уже в довольно широкий серп и вполне ощутительно освещает вечером. В возрасте 7 дней она имеет форму полукруга, после чего ее левый край становится выпуклым и вся она приобретает несколько одутловатую форму. На 14-й день Луна превращается в правильный круг, или, как принято говорить, становится "полной". В таком виде она дает больше всего света и светит всю ночь, с вечера до утра. Однако уже на 15-й день у нее появляется "ущерб" - некоторая убыль, но на этот раз с правой стороны. Вместе с тем она появляется уже не с вечера, а позже, так что вечера при убывающей, или "старой", Луне становятся темными.
Постепенна убывая, Луна на 21-й день опять превращается в полукруг, но повернутый в другую сторону (горбиком влево). Затем она опять принимает форму серпа, но появляющегося уже под утро, перед восходом Солнца. Этот серп становится с каждым днем все уже и уже и восходит все позднее, пока не скроется совсем в лучах утренней зари и не наступит очередное новолуние. Все эти изменения формы Луны показаны на рис. 18.
Время, которое протекает между двумя одинаковыми фазами Луны, например, от новолуния до новолуния или между двумя полнолуниями, называется синодическим месяцем. Его продолжительность составляет 29,5 суток, точнее 29 дней 12 часов 44 минуты 2,9 секунды.
Условия лунного освещения сильно меняются в зависимости от сезона. Например, полная Луна всегда находится на участке неба, противоположном Солнцу; поэтому она восходит на закате Солнца, а закатывается на восходе и, следовательно, светит всю ночь. Но летом Солнце поднимается на небе высоко и светит долго. Луна же, наоборот, появляясь лишь на короткое время летней ночи, проходит невысоко над горизонтом, особенно на севере. Зимой, напротив, полная Луна описывает на небе большую дугу и, проходя высоко над горизонтом, ярко освещает весь ландшафт. Поэтому зимой лунные ночи гораздо светлее, чем летом. Разница еще усугубляется снегом, который сильно отражает лунные лучи, благодаря чему создается то впечатление светлой морозной лунной ночи, которое хорошо знакомо каждому.
"Молодая" Луна, появляющаяся по вечерам, проходит по небу высоко и поздно закатывается весной (в марте, апреле). Осенью она видна невысоко над горизонтом и заходит очень рано. Поэтому весенние вечера освещены лунным светом лучше, чем осенние. "Старая" Луна, напротив, стоит выше и восходит раньше осенью, и поэтому предрассветные часы озаряются ею всего лучше в сентябре и октябре; весной же эта часть ночи бедна лунным светом.
Все эти правила полезно хорошо заучить, чтобы руководствоваться ими как в походе, так и в мирной жизни.
Причина изменений кажущейся формы Луны очень проста и давно известна. Лунный свет - это отражение солнечных лучей от каменистой поверхности нашего спутника. Но Солнце освещает только одну половину лунного шара, другая же его половина остается неосвещенной, темной, вследствие чего на ночном небе ее не видно. При движении Луны вокруг Земли к нам поворачиваются различные доли светлого и темного полушарий. Так, в полнолуние все видимое с Земли полушарие освещено, а в новолуние оно целиком погружено во мрак и поэтому исчезает. Промежуточные формы освещенной части диска легко воспроизвести, если поворачивать перед собой шар, одна половина которого выкрашена в белый цвет, а другая в черный. Впрочем, иногда, а именно при достаточно узком серпе, удается увидеть и неосвещенную часть лунного шара. Она слабо выделяется на фоне неба благодаря тусклому освещению (так называемый пепельный свет на неосвещенной части лунного тела). Это освещение исходит от Земли, которая тоже отражает солнечные лучи и светит на Луну так же, как Луна светит нам. Впрочем, Земля - гораздо лучший отражатель. Исследования обнаружили, что она возвращает в мировое пространство около 50% падающего на нее света, в то время как Луна отражает всего 7% попавших на нее лучей; к тому' же Земля и по размерам много больше Луны, а поэтому ночи на Луне, освещенные "полной Землей", раз в 50 светлее самых светлых лунных ночей у нас.
Лунное освещение нельзя назвать сильным даже в самых благоприятных условиях; когда полная Луна стоит в небе высоко, а воздух очень прозрачен, освещенность доходит до 0,25 люкса, обычно же освещение в полнолуние составляет лишь около 0,1 люкса. В туманную или пасмурную погоду оно оказывается в несколько раз меньше этой величины. Но полнолуние бывает один раз в месяц. С удалением от него в обе стороны сила лунного света быстро снижается. Уже через три дня после полнолуния она уменьшается в 2 раза, через четыре дня - в 3 раза, а через семь дней, когда на небе останется половина диска и Луна приобретет форму полукруга, свет убудет в 10 раз. Происходит это вследствие того, что с удалением от полнолуния убывает не только площадь светлой части диска, но и ее яркость. Эти изменения приведены на рис. 18 и 19.

Интересно отметить, что кривая изменения лунного света до полнолуния и после него не совсем симметрична. Оказывается, что "молодая" Луна дает на 20% больше света, чем "старая" той же формы. Эта разница объясняется неравномерным распределением темных пятен на лунном лике: левая половина Луны содержит наиболее крупные пятна, поэтому убывающая Луна дает меньше света.
Лунное освещение во многом сходно с солнечным. Луна проходит на небе такой же видимый путь, как и Солнце в то или иное время года. Поэтому ее лучи падают на земную поверхность и различные предметы под такими же углами. Подобно солнечному свету, лучи Луны попадают на Землю не только в форме прямых лучей, но и в виде рассеянного света от небесного свода, озаренного светилом. Распределение яркости по небу, расположение теней, соотношение между освещением различно расположенных или наклоненных предметов одинаково как при Луне, так и при Солнце. Разница лишь в силе освещения.
Многочисленные измерения показывают, что свет полной Луны в 465000 раз слабее солнечного. Значит, в полнолуние и яркость неба, и освещение любого предмета, и яркость ландшафта во столько же раз меньше, чем днем, когда Солнце занимает на небе то место, на котором ночью была Луна. Слабый свет не позволяет зрению работать с полной эффективностью, поэтому видимость различных предметов при Луне хотя и значительно лучше, чем в темную ночь, но все же далеко не такая, как днем.

Освещение в темные ночи

Если сумерки уже закончились, а Луны на небе нет, то мы говорим, что наступила темная ночь. Однако эта темнота относительная; пробыв в ней достаточно долгое время, начинаешь отчетливо различать горизонт, контуры крупных близких предметов, темные объекты на фоне белого снега или белые вещи на темном фоне растительности. Значит, и в ночное время остается какой-то, правда очень слабый, свет, при котором кое-что можно видеть. Откуда же он идет?
Освещение местности в ночные часы состоит из лучей разных источников света. Рассмотрим каждый из них.

1. Свет звезд

Каждая звезда в отдельности дает ничтожное количество света, но звезд много, и все вместе они дают вполне ощутимое освещение.
Астрономы с давних времен занимались изучением яркости звезд. Все видимые глазом звезды, в соответствии с их яркостью, были разделены на шесть классов, или, как выражаются астрономы, величин. Самые яркие звезды считаются звездами первой величины, менее яркие относят ко второй величине, более слабые - к третьей величине. Наиболее слабые звезды, которые зоркий глаз различает в очень темную ночь, будут звезды шестой величины. Эти величины подобраны так, что типичная звезда первой величины приблизительно в 2,5 раза ярче звезды второй величины, звезда второй величины - в 2,5 раза светлее, чем звезда третьей величины, и т. д.
Ярких звезд на небе мало, слабых, напротив, очень много. Например, звезд первой величины насчитывается не более двух десятков, звезд второй величины - около 50, звезд третьей величины-134, а звезд шестой величины - 4800. Но это еще не все. Если на то место неба, которое для невооруженного глаза кажется совсем пустым, и лишенным всяких светил, направить телескоп, то в поле зрения непременно окажется некоторое количество звезд. Это те слабые звезды, которые глаз рассмотреть уже не в состоянии. Чем сильнее будет телескоп, тем больше таких телескопических звезд мы увидим. Невооруженным глазом на небесном своде в среднюю по темноте ночь можно увидеть не более 1500-2000 звезд, при особенно благоприятных условиях и очень зорком зрении - 2500-3000 звезд. А при помощи телескопа-гиганта, которым пользуются астрономы, можно фотографировать и изучать сотни миллионов, даже миллиарды звезд.
Подсчеты показывают, что в ночном освещении Земли главную роль играют совсем не те яркие звезды, которыми мы любуемся на ночном небе, а как раз недоступные глазу телескопические звезды. Миллионы этих слабейших светил густо усеивают каждый участок неба. Поэтому небесный свод нигде не бывает совсем черным: блеск громадного числа светлых точек сливается в равномерное сияние, которое входит в общую яркость ночного неба.

2. Ночные сумерки

Когда мы говорили о явлениях зари и сумерек, мы объяснили, что свет, идущий с неба после заката или перед восходом Солнца, вызывается освещением верхних слоев воздуха лучами находящегося за горизонтом светила. Но сумеречный свет зари освещает не только Землю, но и атмосферу в той ее темной части, куда солнечные лучи не доходят. Солнечный луч, отразившийся от воздушных молекул в озаренных частях атмосферы, проникает в неосвещенную зону, попадает там на другую частицу и отражается второй раз. Оттуда он ¦может направиться еще дальше в ночную сторону Земли и там отразиться в третий, потом в четвертый, пятый, десятый раз. Так, передаваясь от частицы к частице, лучи солнечного света путешествуют по всей атмосфере и забираются даже в самые темные уголки ночной половины вашей планеты. Оказывается, что даже в зимнюю полночь, когда Солнце спрятано за горизонтом особенно глубоко, на небе всегда остается этот слабый сумеречный свет лучей, много раз отразившихся в воздухе.

3. Лунные сумерки

Лунный свет, как и солнечный, отражаясь и рассеиваясь в воздухе, может из-за горизонта освещать Землю. Незадолго до восхода Луны край неба, где должно появиться ночное светило, заметно светлеет, и на Земле тоже становится немного светлее. Эта лунная заря, конечно, гораздо слабее "настоящей" солнечной зари, но некоторую роль в освещении ночных часов она все же играет.

4. Свечение верхних слоев воздуха

Жителям Севера-Архангельска, Мурманска, рыбакам и зимовщикам на берегах и островах Арктики - хорошо известно красивое явление полярного сияния, или сполохов. На ночном небе, на северной стороне горизонта, появляется сначала слабый зеленоватый свет. Постепенно разгораясь, он заполняет всю северную половину неба. На общем фоне тусклого света появляются яркие, быстро перемещающиеся зеленые лучи, снопы света, световые столбы. К зеленому свету примешиваются пятна малинового цвета. Возникают и пропадают красивые разноцветные арки и дуги. Вся эта легкая световая картина все время находится в движении, мигает, переливается нежными перламутровыми оттенками.
При полярных сияниях Земля освещается настолько ярко, что различные предметы становятся хорошо видны. Поэтому свет сполохов играет большую роль в освещении долгих морозных полярных ночей.
По мере удаления от Полярного круга, например, на широте Ленинграда и Москвы, полярные сияния бывают не так часто. Чем дальше к югу, тем реже удается увидеть это зрелище; например, в Ленинграде его можно видеть лишь несколько раз в году, на широте Киева - раз за несколько лет, а на южных окраинах Советского Союза (в Закавказье и Средней Азии) полярное сияние величайшая редкость. В тропическом поясе Земли его совсем не бывает, но в южных полярных странах, в Антарктике, сияния так же часты, как и на Дальнем Севере.
Установлено, что полярные сияния развертываются высоко над Землей, в сильно разреженных слоях земной атмосферы. Под действием электрических явлений слои воздуха на высоте от 80 до 1100 км начинают светиться - люминесцировать, вследствие чего на ночном небе появляются световые столбы и пятна.
Что тут дело заключается именно в свечении газов, а не в отражении лучей светил, доказывают наблюдения, выполненные посредством спектроскопа. Напомним, что если в спектроскоп направить обыкновенный дневной свет или лучи Солнца, то в нем будет видна пестрая радуга, называемая спектром. В этой полосе яркие насыщенные цвета будут плавно переходить один в другой, образуя непрерывную разноцветную ленту. Такой спектр называется непрерывным. Та же картина получится, если мы направим спектроскоп на ясное небо или на какой-нибудь предмет, освещенный Солнцем. Это и понятно, поскольку тут мы будем иметь дело все с тем же отраженным солнечным светом. Естественно, что сумеречный свет, а также и свет Луны имеют такой же спектр, поскольку это лишь отражение солнечных лучей. Таким же будет и спектр света звезд, так как звезды не что иное, как далекие солнца. Но спектр полярных сияний - совсем другое дело. Там вместо непрерывной радужной полоски спектроскоп показывает ряд узких цветных линий на черном фоне. Такой спектр характерен для свечения разреженных газов. Например, ряды блестящих линий мы увидим, если направим спектроскоп на газосветные трубки, которыми пользуются для вывесок и реклам в наших городах.
Полярное сияние - световое явление, которое наблюдается далеко не везде и не всегда, однако систематические наблюдения посредством очень светосильных спектроскопов обнаруживают, что в свете ночного неба всегда можно заметить отдельные блестящие линии. Это означает, что в высоких слоях атмосферы всегда и всюду происходит слабое свечение. Это свечение можно обнаружить не только в дни сияний, но и в любой день; не только на северной стороне горизонта, но и по всему небу; не только в высоких широтах Арктики или прилегающих стран, но и по всему земному шару, включая жаркий экваториальный пояс.
Явление постоянного свечения воздуха до некоторой степени сродни полярным сияниям, однако оно не совпадает с ними и, будучи обусловлено другими физическими процессами, дает в спектре другие линии. Интенсивность этого свечения подвержена изо дня в день довольно значительным колебаниям, а это заметно отражается и на силе ночной освещенности.

5. Свет земных огней, рассеянный в атмосфере или отраженный облаками

Всем известно явление зарева - отражение света в небе, которое наблюдается над ярко освещенными городами и заводами. Его отблеск бывает виден на огромном расстоянии, что позволяет определять направление на крупные населенные пункты. Отраженный в небе свет может давать освещение Земли в местах, довольно отдаленных от самих источников света. Например, зарево над большими городами при облачном небе дает столько света, что даже на расстоянии 10-15 км от города становится заметно светлее. В ясную погоду, когда над городом нет сильно отражающего лучи облачного экрана, зарево бывает много слабее.
В военной обстановке большое значение имеет зарево пожара. Оно не только дает ориентировку, указывая направление на горящий поселок, но и хорошо освещает местность на большом расстоянии, уничтожая этим эффективность светомаскировки.
К чему же сводится общий эффект всех источников ночного освещения? Если отбросить временные или местные явления, вроде полярных сияний, зарева и лунных сумерек, то основных источников ночного света остается три: звезды, ночные сумерки и свечение воздуха. Их роль в освещении Земли меняется в зависимости от часа, сезона и места, но в среднем можно принять, что около 20% ночного света исходит от звезд, такая же доля приходится на ночные сумерки, а свечение воздушных слоев дает остальные 60%. Общий итог всех этих источников составляет около 1/1000 люкса. В ясную погоду этого уровня освещение достигает с окончанием астрономических сумерек и остается на нем в течение всей ночи. Впрочем, ночью иногда наблюдаются неправильные колебания освещенности, которая может внезапно повышаться в два-три раза и более. Повидимому, это связано с колебаниями свечения атмосферы. Появление облаков обычно сопровождается уменьшением ночного света, особенно летом, когда нет снега. Самые темные ночи бывают в пасмурную погоду, когда небо покрыто плотными облаками. В этом случае освещенность может опускаться до 1/10000 люкса и даже ниже.

Особенности ночного зрения

Ночью относительные различия в яркости предметов остаются такими же, как и днем. Прозрачность воздуха тоже не отличается от дневной. Поэтому ночью тот или иной предмет, близкий или далекий, выделяется на окружающем фоне так же резко, как и днем. Если же ночью мы его видим хуже, то это объясняется особенностями нашего зрения, мало приспособленного к ночному мраку; при слабом освещении оно работает очень плохо и не воспринимает того, что при ярком свете ему вполне доступно. Таким образом, причина резкого ухудшения видимости с наступлением темноты лежит в свойствах нашего глаза, который, будучи приспособлен к дневному свету, ночью ориентируется с большим трудом.
Основные различия в работе зрения днем и ночью сводятся к следующему:
1. Способность глаза замечать различия в яркости гораздо ниже ночью, чем днем. В этом заключается главная причина плохой видимости ночью. Если днем достаточно крупный предмет, яркость которого отличается от фона на 5-10%, видев вполне отчетливо, то ночью зрение неспособно его распознать, и он сольется с фоном в сплошное темное поле. Необходима разность яркостей не ниже 20-50%, чтобы в темную ночь различить предметы на окружающем фоне.
2. Сильно снижается острота зрения: тонкие линии, мелкие пятна или узкие промежутки между двумя фигурами становятся неразличимыми даже при очень высокой контрастности. Если днем пределом зрения считается угол в 0',5-1', то ночью этот предел повышается до 10-30'.
В таблице 6 показано, как меняются контрастная чувствительность глаза и острота зрения в зависимости от освещенности. При этом предполагается, что наблюдатель смотрит на белый фон, например, на снег.
3. Ночью зрение не различает цвета. Весь ландшафт, словно на фотографии, представляет собой лишь сочетание серых тонов разной яркости. Отсюда вполне правильная поговорка: "Ночью все кошки серы".
Эти особенности ночного зрения и являются причиной тех больших затруднений, которыми сопровождается наблюдение в темную часть суток. К тому же эти сильно пониженные качества нашего зрительного органа могут быть использованы лишь при некоторых условиях, о которых речь будет ниже.

Если из ярко освещенного помещения выйти в темноту, то сначала ничего не видно. Только спустя некоторое время зрение привыкает к темноте и начинает кое-что различать. Чем дольше человек находится в темноте, тем лучше он ориентируется. После часа пребывания в полной темноте способность глаза видеть слабый свет достигает почти предела, и дальше, если и увеличивается, то лишь очень незначительно.
Такое постепенное приспособление глаза к слабому ночному свету называется адаптацией. Причина его заключается в разных явлениях. Зрачок глаза может расширяться и сужаться. Каждому известно, что днем черная дырочка зрачка становится совсем маленькой, так что в глаз проникает мало света. Зато вечером, когда света не хватает, зрачок раскрывается, его отверстие становится шире и пропускает в глаз гораздо больше света. Однако сокращения и расширения зрачка происходят быстро, гораздо быстрее, чем происходит адаптация глаза, и, кроме того, они могут дать изменение в способности к восприятию слабого света не более чем в 20-25 раз. Поэтому главную причину адаптации надо искать в изменении световой чувствительности самой сетчатки.
Мы уже знаем, что изнутри глаз покрыт особой пленкой, состоящей из множества мелких ячеек - колбочек и палочек. Два типа этих ячеек значительно способствуют изменению чувствительности глаза. Колбочки приспособлены к восприятию яркого света и поэтому работают днем. Палочки, напротив, действуют ночью, когда свет слабый. Таким образом, в глазу у человека одновременно содержится как бы два различных аппарата: один для дня, а другой для ночи.
Не у всех животных глаза обладают таким свойством. Например, в глазу у кур и голубей есть только колбочки, и поэтому эти птицы с наступлением сумерек совсем перестают видеть (отсюда выражение "куриная слепота"). Напротив, у чисто ночных животных, как, например, у сов и летучих мышей, сетчатка состоит из одних палочек, поэтому они прекрасно видят ночью, но не могут пользоваться зрением днем.
Чувствительность палочек тоже непостоянна: чем дольше человек находится в темноте, тем более заметное раздражение вызывает слабый свет. Поэтому адаптация продолжается и после того, как закончилось раскрытие зрачка и переключение с колбочек на палочки.
Колбочки и палочки распределены по дну глазного яблока неравномерно. В центральной части преобладают колбочки, по краям палочки. Поэтому для дневного зрения наиболее четкое изображение получается для середины обозреваемого зрением поля.
Иначе обстоит дело ночью. Самые чувствительные места сетчатки лежат не в центре поля зрения, а несколько сбоку. Этим объясняется, например, такое явление. Наблюдатель пристально вглядывается в темноту, ожидая увидеть слабый огонь. Вот он заметил его, но не в той точке, куда смотрел, а несколько сбоку. Направил взор на огонь - ничего не видно, перевел обратно - опять что-то замечает. Наблюдатель приходит к выводу, что свет ему просто померещился. На самом же деле огонь действительно виден, но он настолько слаб, что его воспринимают только боковые части сетчатки. Поэтому, как только наблюдатель направляет взор прямо на огонь, он тотчас же исчезает. Отсюда следует, что так называемое "боковое зрение", при котором используются краевые части сетчатки, ночью выгоднее прямого зрения, хотя пользоваться этим боковым зрением мы не привыкли.
Если после долгого пребывания в темноте посмотреть на яркий свет, то приспособившееся к ночному свету зрение сначала отказывается работать: свет "режет глаза", вызывает слезотечение, и поэтому окружающее различается с трудом. Однако все это скоро проходит, и зрение начинает работать нормально. Здесь мы имеем перед собой обратную адаптацию - к яркому свету. Она состоит в том, что палочки выключаются, начинают работать колбочки и зрачок сужается.
Адаптация к темноте - медленный процесс, который длится часами. Адаптация к яркому свету, напротив, совершается в течение 1-2 минут. Отсюда понятно, какую опасность представляет собой яркий свет при ночном наблюдении; стоит посмотреть в течение короткого времени на ярко освещенный предмет, и адаптация к ночному свету будет утрачена, возобновление же ее потребует длительной затраты времени.

Правила ночного наблюдения

Из того, что было сказано об адаптации зрения, можно сделать следующие выводы для практики ночного наблюдения:

1. Перед выходом на ночную вахту надо беречь глаза от яркого света. Лучше всего перед этим провести минут 20-30 в полутемном помещении, чтобы зрение привыкло к слабому свету.
   
2. Пункт наблюдения должен быть совершенно темным, чтобы посторонний свет не мешал смотреть в темноту. Наблюдение с освещенного места в темноту недопустимо.
   
3. Во время наблюдения надо избегать смотреть на яркий свет. Если около наблюдательного пункта происходят яркие вспышки (например, от орудийных выстрелов, ракет, направленного на наблюдателя луча прожектора), то следует стараться в момент вспышки закрывать глаза (при очень ярком свете лучше заслонять глаза рукой).
   
4. Если наблюдатель пользуется освещением (например, для рассматривания карты, часов, компаса и других приборов), то это освещение должно быть настолько слабым, чтобы не нарушалось достигнутое состояние адаптации.
   
5. Если наблюдателю приходится смотреть то на яркий свет, то в темноту, (например, если необходимо, наблюдая за темным ландшафтом, одновременно следить и за ярко освещенными приборами), то следует пользоваться попеременно то одним глазом, то другим. Например, можно смотреть на свет только левым глазом, закрывая правый глаз. В этом случае правый глаз сохраняет адаптацию к слабому свету, и поэтому им можно хорошо видеть в темноте, хотя левый глаз и будет ослеплен ярким светом. Конечно, такой способ наблюдения то одним, то другим глазом не особенно удобен и быстро утомляет, но в некоторых случаях он приносит большую пользу, особенно тем, кто предварительно натренировался в нем.
   
6. При наблюдении очень слабых световых вспышек или дальних огней полезно уметь пользоваться "боковым" зрением. Для этого надо направлять взор не на ту точку горизонта, где ожидается свет, а несколько вбок от нее.

Соблюдая необходимые правила и надлежащим образом тренируясь в своем деле, ночной наблюдатель может значительно повысить эффективность своего ответственного дела.

V. СВЕТОВЫЕ СИГНАЛЫ

Сигнальные огни

Если ночью на корабле подходить с моря к большому порту, то перед взором наблюдателя постепенно открывается панорама, усеянная множеством огней. Сначала на туманной линии горизонта появляется светлая точка, которая попеременно то гаснет, то загорается вновь. Это большой портовый маяк, сильный свет которого, горящий на верхушке высокой башни, виден за десятки километров. Спустя некоторое время открываются огни пловучих бакенов, которые указывают безопасный фарватер, подводящий к порту. Чем ближе к городу, тем больше огней вспыхивает вдали, и, наконец, целый сектор горизонта оказывается усеянным тысячами ярких точек. Каких огней тут только нет! Среди россыпи белых точек уличных фонарей, различных ламп и освещенных окон домов выделяются разноцветные звездочки световых сигналов. Тут светятся красные, зеленые и желтые точки сигнальных фонарей на портовых железнодорожных путях, там переливаются яркие Огни светофоров, регулирующие бурный поток машин и повозок на городских улицах. То и дело вспыхивают красные фонарики автомобилей. На фасадах домов ярко сияют разноцветные вывески и рекламы, а на поднятых высоко вверх мачтах радиостанций горят рубиновые оградительные огни, предупреждающие пролетающего над городом летчика об опасности.
А вот и самолет плывет в небе, выделяясь на звездном фоне своими цветными огоньками. Не меньше огней и на воде: каждый корабль, каждый катер обязательно несет белые и цветные огни, каждая мель, каждый риф отмечены светящимся бакеном или вехой. Вот замигал белый огонек на мачте военного корабля. Ему отвечает такими же вспышками другой корабль. Эти вспышки не что иное, как точки и тире телеграфной азбуки, при помощи которой корабли переговариваются между собой.
Сигнальные огни - могучее средство борьбы с теми затруднениями, которые создаются для транспорта при ночной темноте, когда ничего не видно. Маленькие по размерам и слабые по своему свету, огни все же прекрасно видны в темноте на далекие расстояния. Они указывают подводные рифы и мели штурману морского корабля и фарватер капитану речного парохода, по ним ориентируется пилот в ночном полете, на них обращен взор машиниста паровоза, ведущего поезд, и шофера, сидящего за рулем машины. Разноцветные огни бисерной цепочкой тянутся вдоль сухопутных и водных путей всей страны.
Удобство световой сигнализации так велико, что теперь ее применяют не только ночью, но и днем. Электрические светофоры дают настолько яркий свет, что их отлично видно даже при солнечном освещении. На железных дорогах установленные вдоль полотна и автоматически переключающиеся при проходе поезда светофоры показывают машинисту, свободен или занят ближайший участок пути. Такая система автоматической блокировки способствует безопасности движения поездов, увеличивает пропускную способность железных дорог.
Во время боевых операций применяют и специальные средства световой сигнализации. Так, ракеты разных цветов, которыми стреляют из специального пистолета или ружья, либо выпуская их непосредственно, являются одним из обычных способов передачи различных сигналов и приказаний не только ночью, но и днем. Для этой же цели служат сигнальные бомбы; ими стреляют из ружья или сбрасывают их с самолета. Специальные источники света, служащие для ориентировки кораблей и самолетов, зажигаются на погруженной во мрак местности, и притом не только у себя, но во время войны и на территории противника, куда их сбрасывают с самолетов. В некоторых случаях для сигнализации пользуются также лучом прожектора, который можно заметить за десятки километров.
Наконец, к разряду световых сигналов можно отнести также светящиеся или "трассирующие" снаряды и пули, своим светом прочерчивающие в воздухе траекторию полета и тем помогающие стрелку точнее вести огонь.

Особенности точечного источника света

По условиям видимости далекие огни резко отличаются от других предметов ландшафта, а именно: огонь сам по себе светит в темноте, а не просто отражает лучи Солнца и неба, как обычные предметы днем. Источник, непосредственно испускающий свет, обычно очень мал, а смотрят на него с такого расстояния, с какого предмет таких же размеров вообще невидим. Поясним это примером. Размер накаленного волоска в электрической лампочке или пламени в керосиновом фонаре не больше нескольких сантиметров, видны же они на расстоянии многих километров. Угловая величина при этом будет гораздо меньше дуговой минуты, а мы уже знаем, что если обыкновенный предмет виден под углом меньше одной минуты, то зрение его не воспринимает. Вопреки этому огонь в темноте прекрасно виден, но виден по-иному, не так, как обычные предметы: наблюдая днем, мы ясно воспринимаем и форму и угловые размеры предмета. Иначе обстоит дело при ночном наблюдении далеких огней: ни формы, ни размера огня мы определить не можем, так как воспринимаем его в виде очень маленькой, хотя и яркой точки. Можно сказать, что зрение воспринимает только свет сигнала, не видя его самого.
Такие условия точечной видимости будут иметь место всегда при наблюдении на темном фоне яркого источника света, имеющего небольшие угловые размеры. В природе примером этого могут служить звезды, усеивающие ночное небо в ясную погоду.
Видимость точечного источника света отличается рядом важных особенностей. Они сводятся к следующему.
Во-первых, глаз не распознает формы предмета. Будет ли огонь длинным или круглым, вытянутым или квадратным, наблюдателю он покажется только бесформенной лучистой звездочкой. С далекого расстояния и освещенный шар из молочного стекла, и сетка накаленных волосков в электрической лампе, и колеблющийся язычок пламени костра выглядят лишь яркими точками.
Не трудно понять, отчего это происходит. Мы уже говорили, что световая картина в глазу составляется как бы из множества отдельных точек, каждая из которых возникает в результате раздражения светом группы колбочек или палочек. Но если изображение предмета на светочувствительном слое глаза очень мало, то оно занимает всего две-три колбочки. От этого и получается ощущение светлой точки, независимо от действительной формы источника света. К тому же и хрусталик глаза дает изображение очень маленького предмета в виде крохотного кружка, форма и размеры которого не зависят от действительных очертаний объекта.
Во-вторых, нет возможности оценить угловые размеры точечного предмета. Правда, одни огни нам кажутся крупнее, другие мельче, но это происходит от видимой яркости предмета и не зависит от его действительных и угловых размеров. Чем огонь ярче, тем он кажется крупнее, чем он слабее, тем он выглядит мельче. Это известно каждому на примере звезд: яркие, светлые звезды кажутся большими, слабые - мелкими. То же самое происходит и с земными огнями: если увеличивать силу света огня (например, повышая накал электрической лампочки), то удаленному наблюдателю будет казаться, что огонь становится крупнее; если же ее уменьшать, то создается впечатление, будто огонь сжимается и становится меньше.
Явление кажущегося увеличения видимого поперечника ярких объектов называется иррадиацией.
Третья особенность точечных объектов заключается в том, что их видимая яркость зависит от расстояния. Если мы смотрим на протяженный яркий предмет, то его яркость с расстоянием не меняется, - по крайней мере, если воздух достаточно прозрачен. Например, в очень ясный день освещенная Солнцем белая стена и вблизи и на расстоянии 2-3 км кажется почти одинаково светлой. Не то получается с огнями. Вблизи огонь может быть таким ярким, что на него больно смотреть, на расстоянии 100м он уже не слепит, а на расстоянии в 1000 м превращается в довольно тусклую звезду. Если отходить все дальше и дальше, то при самом прозрачном воздухе даже наиболее сильный источник света в конце концов настолько теряет в яркости, что исчезает из виду.
Физика доказывает, что кажущаяся яркость огня убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Если отойти от огня в два раза дальше, то его видимая яркость уменьшится в 4 раза, если отойти втрое дальше, то яркость снизится в9раз; если в 10 раз дальше, - то в 100 раз и т. д. Происходит это оттого, что лучи света от источника расходятся во все стороны. Чем больше расстояние, тем шире разойдутся лучи, и то же количество света растечется по более широкому пространству. На рис. 20 показано, как ширится с удалением от огня О площадь, по которой распределяется свет, текущий внутри пирамиды ОАБВГ. Этот закон квадрата расстояния служит основой для всяких расчетов, связанных с видимостью световых сигналов и огней.

Дальность видимости огней

Закон квадрата расстояния приводит к тому, что если постепенно отходить от фонаря, то его видимая яркость будет плавно убывать и, наконец, уменьшится настолько, что зрение совсем перестанет его различать. Значит, для каждого огня есть предел расстояния, дальше которого его невозможно увидеть. Где же лежит этот предел?
Человек может увидеть огонь только в том случае, если от него в глаз входит достаточное количество света. А это количество, в свою очередь, определяется силой того освещения, которое дает огонь в пункте наблюдения.
Предельная освещенность от огня, которая лежит на границе между видимостью и невидимостью, называется абсолютным порогом восприятия. Если видимая яркость огня, убывая, остается выше этого порога, огонь виден. Как только уровень яркости перешагнул через порог, огонь сразу исчезает, потому что его свет становится слишком слабым.
Порог освещения для разных людей различен: один хорошо видит очень слабый свет, другой даже довольно яркие источники света быстро теряет из виду. Кроме того, для каждого человека этот порог меняется в зависимости от тех условий, в которых ведется наблюдение. Например, если вокруг имеется много других ярких источников света, то слабый огонь будет виден хуже из-за того, что яркий свет сильно слепит глаза. Большое значение имеет яркость фона, на котором виден огонь: чем темнее ночь, чем чернее небо и земля вокруг, тем более слабый свет способно воспринимать зрение и тем больше расстояние, с которого можно заметить сигнал. Напротив, в светлые ночи, например, ори Луне или в сумерки, различать слабые огни гораздо труднее.
При расчетах видимости световых сигналов в море для порога освещения принято число 0,0000002 люкса. Это число относится к среднему глазу и средним условиям наблюдения. Во многих случаях можно заметить огонь, освещение от которого в 10, 20 и даже в 100 раз слабее.
Зная порог восприятия, без особого труда можно рассчитать и дальность видимости сигналов. Она зависит, прежде всего, от силы света огня. За меру такой силы принимают стандартную "свечу", описанную в главе IV.
Лампа, сила света которой равна 2 свечам, посылает вдвое больше света, чем лампа-эталон; источник в 10 свечей дает в 10 раз больше света и т. д.
Как нам уже известно, при очень чистом воздухе и не слишком больших расстояниях кажущаяся яркость огня ослабевает по закону квадрата расстояния. Отошел вдвое дальше - огонь ослабел в 2х2=4 раза, отъехал в 3 раза дальше - он потускнел в 3х3=9 раз. Отсюда следует правило: для того, чтобы огонь стало видно в n раз дальше, надо увеличить его силу света в n2 раз. Иначе говоря, чтобы дальность видимости огня увеличилась вдвое, надо увеличить его силу света в 4 раза; чтобы она увеличилась втрое - в 9 раз, а чтобы увидеть огонь в 10 раз дальше, надо поставить в нем лампу в 100 раз сильнее.
Чтобы рассчитать освещенность от огня в пункте наблюдения и выразить ее в люксах, надо разделить силу света на квадрат расстояния, выраженного в метрах:

Например, лампа в 100 свечей видна с расстояния в 50 м. Каким будет освещение? Делим 100 на 502 = 2500. Получается 1/25 люкса. Чтобы найти предел видимости огня, надо рассчитать такое расстояние, на котором он дает освещенность, равную порогу, т. е. 0,0000002 люкса1.
Все это будет верно только в том случае, когда воздух вполне прозрачен и заметного ослабления света в нем не происходит. На практике это бывает очень редко. При дымке, мгле, а особенно при тумане свет сигнала ослабляется не только оттого, что его лучи расходятся все шире и шире, но еще и потому, что загрязненный малопрозрачный воздух задерживает часть проходящих сквозь него лучей. В этом случае видимая яркость огня ослабевает с расстоянием гораздо быстрее и дальность видимости сокращается.

В таблице 7 дается примерная дальность видимости для огней всевозможных типов при различной прозрачности воздуха. За меру этой прозрачности принята метеорологическая дальность видимости, т. е. то расстояние, на котором при такой же прозрачности воздуха был бы днем виден черный предмет на фоне неба.

Огни постоянные и проблесковые

От сигнального огня обычно требуется, чтобы он был виден как можно дальше и притом не только в ясную погоду, когда воздух чист и прозрачен, но и в тумане, сквозь метель, снег, дождь. Это может произойти лишь при том условии, если в глаз наблюдателя попадет как можно больше света. Поэтому усилия техники здесь направлены к тому, чтобы заставить сигнальный источник давать наблюдателю яркий свет. Но как это сделать?
Чтобы увеличить видимую яркость сигнала, конечно, проще всего заменить в нем слабый источник света более мощным. Например, если в фонаре заменить керосиновую горелку электрической лампой в 100 ватт, то фонарь будет виден в 5-6 раз дальше. Если вместо 100-ваттной лампы воспользоваться 1000-ваттной, то дальность видимости увеличится еще в три раза. В морских маяках, которые наблюдают с очень больших дистанций, применяют мощные лампы силой света в несколько тысяч свечей. Но увеличивать силу света беспредельно нельзя. К тому же большая сила света требует и большого расхода электрической энергии и поэтому обходится дорого.
Другой путь повышения эффективности сигналов состоит в том, что свет стараются направить только в ту сторону, откуда ведется наблюдение.
Открыто расположенная электрическая лампа светит во все стороны, но далеко не всегда сигнал наблюдают со всех сторон. Например, в условиях наземного наблюдения к наблюдателю пойдут только те лучи, которые распространяются горизонтально, т. е. вдоль земной поверхности. Свет, идущий вверх и вниз, в этом случае теряется без всякой пользы. На железных дорогах сигнал наблюдается только вдоль линии полотна. Тут пользу принесут только те лучи, которые направлены вдоль рельсов, а все остальные тратятся напрасно. Само собой разумеется, что можно сильно улучшить видимость сигнала, если собрать весь свет в узкий пучок лучей и направить его только в одну сторону.
Для этого существуют разные приспособления. Во-первых, можно взять двояковыпуклое стекло - линзу (рис. 21). Если поставить в фокус такого стекла лампу, то часть лучей ее соберется в узкий пучок с большой интенсивностью света. Еще лучших результатов можно добиться, если вместо стекла взять вогнутое зеркало. Охватывая лампу, оно отбрасывает все лучи вперед, так что в стороны ничего не попадает. Так устроены, например, автомобильные фары. В результате получается, что свет от очень небольшой 12-вольтовой лампы дает узкий, носильный пучок лучей, и поэтому его видно далеко, правда, только в одном направлении.
Если надо получить далекую видимость огня в разных направлениях, например, по всему горизонту, то устраивают вращающийся маяк. На таком маяке система зеркал и стекол, собирающих свет в узкий, но мощный сноп, медленно поворачивается вокруг лампы так, что луч скользит вдоль земли, обегая весь горизонт.
Наблюдатель видит свет маяка только в те моменты, когда луч обращается в его сторону, огонь дает вспышки или проблески, между которыми гаснет совсем или частично. Огонь, полностью угасающий между вспышками, называется прерывающимся, а сохраняющий слабый свет между ними - проблесковым. При данной мощности его видно дальше, чем если бы его свет все время равномерно излучался по всему горизонту.
Проблесковый огонь имеет еще и другое преимущество: там, где много разных огней, легко спутать сигнальный маяк с каким-нибудь посторонним огнем. Поэтому очень полезно, если световой сигнал то гаснет, то разгорается. Это позволяет сразу отличить его от ламп и фонарей, которые светят непрерывно и ровно. Кроме того, частота и продолжительность проблесков, а также и длина темных промежутков между ними у разных маяков разные. Это помогает ориентироваться в море. Заметив на горизонте мигающий огонь, штурман, глядя на часы, определяет число и длительность проблесков. Затем он справляется в лоции, где дается описание всех маяков, таким ли должен быть огонь того маяка, который он ожидает увидеть. Бывает, что такая проверка исправляет крупные ошибки и спасает корабль от грозящей ему опасности.

Сигнализация огнями разного цвета

Сигнализация огнями становится много разнообразнее, если, кроме простых белых огней, применять цветные: красные, зеленые, синие. Это имеет еще и то преимущество, что разноцветные сигналы труднее спутать с фонарями и лампами, служащими для освещения.
Самый простой способ устроить цветной огонь - это поместить перед обыкновенным белым огнем цветное стекло или светофильтр. Белый свет, как читатель, вероятно, помнит из школьного курса физики, представляет собой смесь лучей всех цветов. В свете белого огня непременно заключаются и лучи того цвета, который нужен для цветного сигнала, например, зеленые или красные. Чтобы их выделить, надо взять такое стекло, которое пропускает только зеленые или красные лучи и задерживает все остальные цвета. Такое стекло, подобно фильтру для жидкости, отфильтровывает нужные лучи из общей белой смеси, поэтому оно и называется светофильтром.
Семафоры на железных дорогах, светофоры на улицах больших городов, сигнальные фонари на кораблях как раз и состоят из белого огонька за таким стеклом-светофильтром.
Цветные стекла - приспособление очень простое, но не особенно выгодное. Все лишние лучи из общего потока белого света в них поглощаются и, значит, пропадают. В итоге сила света фонаря сильно ослабляется, а вместе с этим снижается и дальность видимости сигнала. Выгоднее устроить такую лампу, которая непосредственно дает свет необходимой окраски. Такого рода лампы существуют и получают теперь широкое применение именно в сигнальной технике. Обычно их устраивают в виде трубки с газом, через который пропускается электрический ток (так называемые газосветные лампы). В зависимости от химического состава газа получается яркий свет того или иного оттенка. Всем известны, например, газосветные трубки, наполненные газом неоном, они светят красивым рубиновокрасным светом. Трубки с газом аргоном дают синий свет, с парами металла натрия - яркожелтый.
Свечение различного цвета дают также трубки, называемые люминесцентными. В таких трубках воспринимаемый нами свет излучается особым составом, которым изнутри покрыты стенки трубки. Это излучение или "люминесценция", в свою очередь, вызывается невидимыми ультрафиолетовыми лучами, которые под влиянием электрического тока испускаются находящимися внутри трубки парами ртути.
Выбор цвета для сигнала - дело очень важное. Если удаляться от цветного огня, то по мере ослабления яркости цвет его виден все хуже и при некоторой степени ослабления становится вовсе неразличим, хотя самый огонек еще виден. Таким образом, есть какая-то область яркостей (и, значит, расстояний), где свет огня виден, а цвет разобрать невозможно (так называемый ахроматический интервал).
Опыты показывают, что лучше всего распознается цвет красных сигналов: тут обычно цвет можно определить при самой слабой яркости, начиная с которой сигнал только можно заметить. Труднее всего распознать фиолетовый и синий цвета. Пусть огонь с такой окраской настолько слаб, что находится на самом пределе видимости. Если увеличить его яркость вдвое, в десять, даже в сто раз, то разобрать его цвет все же окажется невозможно, хотя он будет очень ясно виден, как яркая точка неопределенно серой окраски. Распознать цвет лилового огня удастся лишь тогда, когда его яркость поднимется в 500-800 раз выше порога. По этой причине синий и фиолетовый цвета редко применяются для сигналов. Желтый цвет виден хорошо, но его легко спутать с белым, особенно в тумане, сквозь который белые огни часто выглядят желтоватыми. К тому же и белые огни обычно имеют слегка желтоватый оттенок. Зеленый цвет распознается довольно хорошо (хотя и не так легко, как красный), спутать его с другим цветом тоже трудно; поэтому для цветных сигналов он применяется наряду с красным.
Много споров вызвал вопрос о том, какие огни лучше всего видны в тумане. Некоторые уверяли, что желтые и красные сигналы при прочих равных условиях видны дальше, чем белые. При этом ссылались на цветовые свойства дымки, которая для красных лучей более прозрачна, чем для синих. Однако новейшие тщательные исследования не 'подтверждают этой точки зрения. Дело в том, что густые туманы, которые особенно мешают сигнализации, состоят из крупных капелек, а в этом случае, как мы уже знаем, все лучи ослабляются в одинаковой мере. При легкой дымке прозрачность для красных лучей действительно выше, но разница не настолько велика, чтобы замена белых огней красными могла себя оправдать. Во всяком случае, если перед белым фонарем поставить красное стекло, то его станет видно не лучше, как уверяли некоторые, а гораздо хуже, так как это стекло во много раз ослабит силу света и тем самым сократит дальность видимости.

 VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В нашей стране Коммунистическая партия и социалистическое государство создают самые благоприятные условия для развития науки. Советская наука открывает беспредельные возможности для использования неисчислимых богатств нашей Родины, верно служит укреплению ее сил и могущества. Советская наука направлена на службу делу мира и процветания нашей Родины. В руках советских людей она служит могучим средством технического прогресса, дальнейшего быстрого роста производительных сил нашей страны. Этого нет и не может быть ни в одной капиталистической стране. В капиталистических странах наука служит узкокорыстным интересам эксплуататоров, отвратительному делу капиталистической наживы, захватническим планам империалистов.

Коренная противоположность целей капиталистического и социалистического производства определяет и коренную противоположность целей науки и техники в СССР и в капиталистических странах. Поскольку целью социалистического производства является не извлечение прибылей, а обеспечение максимального удовлетворения постоянно растущих материальных и культурных потребностей всего общества путем непрерывного роста и совершенствования социалистического производства на базе высшей техники, положение науки и техники при социализме коренным образом изменяется. Капитализм стоит за новую технику, когда она сулит ему наибольшие прибыли. Капитализм выступает против новой техники и за переход на ручной труд, когда новая техника не сулит больше наибольших прибылей. Социалистическая экономика, цель которой не прибыль, а человек с его потребностями, устраняет все преграды для развития новой техники и расцвета науки. Производственные отношения социализма не только не препятствуют прогрессу науки и техники, но и требуют их безграничного развития. Советская наука развивается в непримиримой борьбе против буржуазной лженауки, против идеализма, против человеконенавистнического использования достижений науки.

Директивы XIX съезда партии по пятилетнему плану развития СССР на 1951 -1955 гг. открывают новые горизонты для творческого развития передовой науки и создают все необходимые условия для осуществления поставленной партией перед советской наукой задачи - занять первое место в мировой науке.

Лишь при Советской власти были оценены по достоинству великие заслуги передовых ученых и изобретателей-новаторов дореволюционной России в области науки и техники. Они не находили поддержки со стороны царского правительства, постоянно наталкивались на косность, а нередко и прямую враждебность. Чуждые народу господствующие классы - помещики и капиталисты - раболепствовали перед наукой Запада, заражая и часть интеллигенции духом низкопоклонства, космополитизма и неверием в силы народа. Пользуясь этим, иностранные капиталисты, старавшиеся превратить Россию в свою колонию, распространяли клеветнические вымыслы о якобы присущей русскому народу духовной неполноценности и отсталости. Их "ученые" наемники всячески скрывали, умаляли великие открытия и изобретения русских ученых и зачастую приписывали эти открытия своим соотечественникам.
Между тем, нет ни одного раздела науки, где бы гений русского человека не сказал своего веского слова, не внес бы много своего, нового. Открытия и изобретения русских людей двигали вперед науку, открывали перед ней новые перспективы. Все сказанное выше относится и к тому специальному разделу оптики, каким является учение о прозрачности воздуха и видимости далеких предметов. Наша наука о видимости, обеспечивая своими выводами безопасность и бесперебойность движения на транспорте, служит укреплению хозяйства и развитию производительных сил страны.

Начиная с М. В. Ломоносова, все развитие науки о видимости теснейшим образом связано с трудами русских ученых. Широкую известность получили труды выдающихся русских ученых: С. И. Вавилова, П. П. Лазарева, В. А. Амбарцумяна, В. Г. Кастрова, В. А. Крата, Е. С. Кузнецова, В. Г. Фесенкова, В. А. Фока, С. В. Кравкова, Г. А. Тихова и других, значительно подвинувших вперед большие и трудные проблемы науки о видимости далеких предметов, прозрачности воздуха, например, расчета света, рассеянного в мутной среде, и другие. Работы наших ученых В. А. Березкина, А. А. Гершуна, В. Ф. Пискуна, Н. Э. Ритыня, В. А. Фааса, П. М. Тиходеева, В. А. Гаврилова и других содержат описания различных приборов для измерения и приемов для расчета условий наблюдения при различных обстоятельствах.

Много выдающихся ученых и замечательных новаторов в области науки о видимости выдвинул из своей среды наш народ, но еще никогда творческая научная и техническая мысль не развивалась так бурно и не достигала таких успехов в Советской стране, как в годы пятилеток и Великой Отечественной войны.

Великая Отечественная война народов Советского Союза против фашистских захватчиков в числе многих специальных проблем двинула серьезно вперед и развитие проблем видимости далеких предметов. Если и в мирное время проблемы эти имели большое практическое значение, например, в морском транспорте, то в условиях войны их актуальность возросла во много раз, поскольку с наблюдением далеко расположенных объектов связаны наблюдение за противником, разведка, артиллерийская стрельба, торпедная атака и т. д.

В годы советских пятилеток и Великой Отечественной войны учение о видимости развивалось особенно быстро. Были построены десятки приборов и аппаратов, предназначенных специально для измерения видимости или тесно связанной с ней прозрачности воздуха. Было предложено немало способов вычисления видимости по заданным условиям наблюдения, составлены различные таблицы, графики, облегчающие такого рода расчеты. Достижения советских ученых нашли широкое применение в мирной жизни и содействовали дальнейшему укреплению обороны страны.

Выполнение советских пятилетних планов развития народного хозяйства намного повысило оборонную мощь социалистического государства. Советский Союз превратился в страну могучую в смысле обороноспособности, в страну, готовую ко всяким случайностям, в страну, способную производить в массовом масштабе все современные орудия обороны и снабдить ими свою армию в случае нападения извне.

Директивы XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану обеспечивают дальнейшее мощное развитие передовой техники, машин, станков и приборов высокой точности, в том числе и всевозможной оптической аппаратуры, используемой в деле наблюдения далеких предметов, что, в свою очередь, повлечет за собой соответствующий рост высококвалифицированных кадров инженеров, техников и рабочих. Это будет иметь большое положительное значение как для дальнейшего укрепления нашей экономики, так и для повышения обороноспособности страны, поскольку современная война требует многих средств вооружения, основанных на последних достижениях науки и техники, в том числе и науки о видимости.

Исторические решения XIX съезда Коммунистической партии Советского Союза вооружили нашу партию, весь советский народ, воинов Советской Армии, Флота и Авиации грандиозной программой коммунистического строительства.

В Уставе партии, принятом на XIX съезде, подчеркивается, что одна из главных задач Коммунистической партии Советского Союза состоит в том, чтобы всемерно укреплять активную оборону Советской Родины от агрессивных действий ее врагов.
Подготовка страны к активной обороне далеко выходит за рамки чисто военных вопросов. Эта подготовка ведется в экономическом, политическом, идеологическом, научно-техническом и собственно военном отношений, охватывая все области жизни и деятельности государства и народа. Одной из важнейших задач подготовки страны к активной обороне является укрепление мощи и повышение боевой готовности Советских Вооруженных Сил. Мы должны воспитывать и обучать военные кадры на опыте Великой Отечественной войны, на основе широкого и всестороннего использования последних достижений советской науки и техники.
Сознавая всю глубину доверия, оказываемого партией и народом своей Армии и Военно-Морскому Флоту, советские воины изо дня в день повышают уровень боевой и политической подготовки, укрепляют единоначалие, дисциплину и организованность в своих рядах, всемерно повышают политическую бдительность. Империалисты, стремясь нарушить мирный труд советских людей и подорвать мощь нашего государства, организуют всевозможные провокация и авантюры, непрерывно засылают в нашу страну и в другие миролюбивые страны шпионов и диверсантов. В этих условиях от советских людей, от воинов нашей армии требуется высокая бдительность и настороженность, умение разоблачать и выводить на чистую воду любых вражеских агентов. Наши великие вожди Ленин и Сталин учили нас неустанно повышать и оттачивать бдительность партии и народа к проискам и козням врагов Советского государства.

Советская Армия представляет собой грозную, непрерывно крепнущую силу, обладающую самым лучшим в мире личным составом, всеми видами самого совершенного современного вооружения, самой передовой, советской наукой побеждать. Наши солдаты и матросы, офицеры и генералы, обогащенные опытом Великой Отечественной войны, сумеют должным образом встретить любого агрессора, который осмелится напасть на нашу страну.

"Наша священная обязанность, - говорил Г. М. Маленков, - состоит в том, чтобы всемерно укреплять могущественные Советские Вооружённые Силы. Мы должны держать их в состоянии боевой готовности для сокрушительного отпора любому нападению врага".
Во всей своей деятельности советские воины руководствуются требованиями Коммунистической партии и Советского правительства. Опыт показал, что современная война требует от войск высоких боевых и моральных качеств, хорошей военной и политической подготовки, умелого владения боевой техникой, надежного взаимодействия и большой физической выносливости.
В. М. Молотов говорил, что надо "...всегда помнить и неуклонно заботиться об укреплении Советской Армии и Военно-Морского Флота, обеспечивая должную готовность Советских Вооружённых Сил на случай любой вылазки агрессора против нашей страны".
Советский народ смело идет по пути, намеченному Коммунистической партией, по пути строительства коммунизма. На страже его мирного труда непоколебимо и твердо стоит Советская Армия, закаленная и испытанная в боях. Советская Армия готова по первому зову Коммунистической партии и Советского правительства дать сокрушительный отпор любым агрессорам.

Советские воины могут быть уверены в том, что наши ученые, вдохновляемые великими идеями Коммунистической партии, с честью выполнят возложенные на них задачи, используют все достижения науки в целях дальнейшего укрепления могущества нашей социалистической Родины.

Обсудить в форуме