Физика для чайников. Вниз головой

Из опытов Якова Перельмана:

«Если в вашей квартире или в квартире ваших знакомых имеется комната с окнами на солнечную сторону и притом закрывающаяся ставнями, то вы легко можете превратить ее в физический прибор, который носит старинное латинское название «камера-обскура» (по-русски это означает «темная комната»). Для этого понадобится только просверлить в ставнях небольшое отверстие, которое, если сделать его аккуратно, нисколько, конечно, не испортит ставень. Закрыв в солнечный день ставни и все двери комнаты, чтобы в ней было по возможности темно, вы помещаете против отверстия, на некотором от него расстоянии, большой лист бумаги или простыню: это ваш «экран». На нем вы тотчас же увидите уменьшенное изображение всего того, что можно видеть из комнаты, глядя в просверленное отверстие. Дома, деревья, животные, люди отобразятся на экране в натуральных цветах, но в перевернутом виде: дома – вниз крышей, люди и животные – вниз головой, и т. п.
   Что доказывает этот опыт? Что свет распространяется по прямым линиям: лучи от верхней части предмета и лучи от нижней его части перекрещиваются в отверстии ставень и идут далее так, что первые лучи оказываются внизу, а вторые – вверху. Если бы лучи света были не прямые, а искривлялись бы или изламывались, получилось бы нечто совсем иное.
   Замечательно, что форма отверстия в ставнях совершенно не влияет на получаемые изображения. Просверлите ли вы круглую дырочку, или проделаете квадратное, треугольное, шестиугольное и т. п. отверстия, – изображение получается на экране одинаковое. Случалось ли вам наблюдать на земле под густым деревом овальные светлые кружочки? Это не что иное, как изображение солнца, нарисованное лучами, которые проходят через разнообразные промежутки между листьями. Они кругловатые, потому что солнце круглое, – и вытянутые, потому что падают на землю косо; подставьте лист бумаги под прямым углом к лучам солнца, вы получите на нем совершенно круглые пятна. А во время солнечного затмения, когда темный шар луны надвигается на солнце, заслоняя его, – тогда круглые пятна под деревьями превращаются в маленькие серпы.
   Тот аппарат, которым работают фотографы, есть не что иное, как такая же «камера-обскура», но только в отверстие ее вставлено увеличительное стекло, отчего изображение получается более яркое и отчетливое. В заднюю стенку вставляется в такой камере матовое стекло, на котором и получаются изображения – конечно, вниз головой; фотограф может рассматривать его, только накрывши камеру и себя темной материей, чтобы посторонний свет не мешал глазам.
   Некоторое подобие такой фотографической камеры вы можете смастерить сами. Раздобудьте удлиненный закрытый ящик и просверлите в одной его стенке дырочку; вырежьте стенку против просверленного отверстия и натяните вместо нее промасленную бумагу: она будет заменять матовое стекло. Поместив ваш ящик в темную комнату и приставив его дырочкой к отверстию в ставне, вы увидите на задней стенке довольно отчетливое изображение наружного мира, – опять, конечно, в перевернутом виде.
   Удобство вашей камеры в том, что, имея ее, вы уже не нуждаетесь в темной комнате, а можете вынести ее на открытое место и поставить куда угодно. Вам понадобится только покрывать свою голову темной материей, чтобы посторонний свет не мешал вам различать получающиеся на промасленной бумаге изображения.»


Уважаемый читатель!
Меня иногда просят не просто публиковать "сухой" текст с опытами Якова Перельмана, но и давать собственные комментарии. Такой момент настал, хотя я мог и в прошлых рассказах делиться своими наработками и ощущениями, особенно когда перепроверял таковые опыты для подтверждения. Кое в чём мог даже дополнить.
Относительно этого эксперимента "вниз головой", оказывается, не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Оптика считается наиболее изученным разделом физики, по сравнению с другими описаниями природных явлений в учебниках и практикумах. Но согласитесь, если мы смотрим на проецируемую картинку расположенных предметов за окном, когда у нас распахнуты ставни, то падающая тень от этих предметов не желает переворачиваться на нашем "экране". Тень от деревьев и предметов может быть вытянута, но верх будет совпадать с верхом, а низ с низом. Прикрывая ставни частично, мы всё ещё  будем наблюдать за нормальным распределением падающих светотеней на "экран", - без переворачивания. И лишь в какой-то момент вдруг обнаруживаем, что картина кардинально изменилась: изображение перевернулось!
Что же произошло в этот момент? Дело в том, что изменяется оптическая фокусировка, что, конечно же, известно специалистам по оптическим приборам. Но не всем ясно, как на самом деле распространяется свет. Ведь в Природе "дуализма" не существует, а то, что мы по обыкновению называем "прямолинейным лучом", он таковым не является. Среда, которую преодолевает на своём пути "луч света", называется эфиром. Более того, капли воды, которые присутствуют в атмосферном воздухе, действуют как линза. В малом отверстии собираются капли воды в сегрегациях эфира, образуя матричную поляризацию. Вот почему изображения могут быть как перевёрнутыми, так и нормальными. В оптике существуют разные правила с линзами.
Содержимое ответа от Алисы (из интернета):
Оптика не всегда меняет проекцию изображения на перевёрнутую из-за фокусировки — характер изображения зависит от конструкции оптической системы. Это касается как линз, так и зеркал.
В линзах
Простейшая собирающая линза даёт перевёрнутое изображение, потому что фокусирует лучи, которые пересекаются и переходят снизу вверх и наоборот. Характер изображения зависит от положения предмета относительно линзы.
Предмет расположен между фокусом и линзой — мнимое, прямое, увеличенное.
Предмет находится в фокусе линзы — изображение отсутствует (уходит на бесконечность).
Предмет расположен между фокусом и двойным фокусом — действительное, перевёрнутое, увеличенное.
Предмет находится в двойном фокусе — действительное, перевёрнутое, равное.
Предмет находится за двойным фокусом — действительное, перевёрнутое, уменьшенное.
Рассеивающая линза даёт мнимое, прямое, уменьшенное изображение.

Очень полезно ознакомиться с двумя моими опытами:
 
http://proza.ru/2025/07/23/673 - зеркальная сущность видений;
http://proza.ru/2022/10/31/1839 - математический выверт.