Сайт о Леонардо да Винчи › Оптика


Леонардо да Винчи совершил немало открытий и в оптике.


До Леонардо существовала только геометрическая оптика. О природе света высказывались лишь фантастические гипотезы, не имевшие никакой связи с действительностью. Леонардо впервые высказывает смелые догадки о волновой природе света: «Вода, ударяясь водою, образует вокруг места удара круги; звук — на далекое расстояние в воздухе, еще больше — огонь».

Занятия Леонардо по геометрической оптике, в отличие от ряда других областей, базировались на прочном фундаменте трудов по оптике древних греков и в первую очередь на оптике Евклида. Кроме древних греков, его учителями были Витело и Альхазен, а также художники раннего Возрождения и в первую очередь Брунеллески и Учелло, которые, занимаясь вопросами перспективы, много работали над геометрическими построениями, связанными с законами линейной оптики. Но первое научное объяснение природы зрения и функций глаза принадлежит Леонардо да Винчи. Он же первым делает попытку переноса естественнонаучного знания в оптике в прикладную область.


И начал Леонардо с глаза, о котором его предшественники писали немало, но сбивчиво и недостаточно конкретно. Он стремится определить процесс, происходящий в глазу, видящем внешний мир. Для этого не было другого способа, как заняться анатомией глаза. Леонардо усердно взялся за дело, раздобыл много глазных яблок, разрезал их, изучал строение, зарисовывал. В результате он создал теорию зрения, хотя и не вполне правильную и в некоторых деталях еще повторяющую ошибки тогдашней науки, но все же весьма близкую к правильной. Изучая рукописи Леонардо да Винчи, посвященные строению и функциям глаза, нужно учитывать, по крайней мере, два обстоятельства: первое связано с тем, что Леонардо представлял себе хрусталик в виде сферы, а не в виде двояковыпуклой линзы; второе — он предполагает, что хрусталик не прилегает к радужной оболочке и расположен примерно в центре глаза. Им была создана уникальная модель человеческого глаза с роговой оболочкой, хрусталиком, зрачком и стекловидным телом («водянистой влагой»).


хода лучей в камере-обскуре
Ход лучей в камере-обскуре.
Рисунок Леонардо да Винчи. XV век.

Леонардо довольно подробно рассматривает вопросы аккомодации и адаптации глаза. «Зрачок глаза получает столь разнообразные р азмеры, сколь разнообразна светлота и темнота предметов, которые предстают перед ним. В этом случае природа пришла на помощь зрительной способности, которая, будучи поражаема чрезмерным светом, имеет возможность сокращать зрачок глаза и, поражаемая различной темнотой, шире раскрывать это светлое отверстие, наподобие отверстия кошелька. И природа поступает здесь как тот, кого в помещении слишком много света, — закрывающего половину окна, больше и меньше, смотря по надобности; и когда приходит ночь, он открывает все окна, чтобы лучше видеть внутри названного помещения. И природа прибегает здесь к постоянному выравниванию, непрестанно умеряя и устрояя, увеличивая и уменьшая зрачок, соразмерно названным градациям темноты и света, непрестанно перед ним возникающий. Ты убедишься в этом на опыте, наблюдая ночных животных, каковы кошки, филины, совы и т.п., у которых в полдень зрачок маленький, а ночью огромный»


Леонардо да Винчи не только старался дать объяснение природе зрения и строению глаза, но и пытался решить вопрос об улучшении зрения. Недостатки глаза (близорукость и дальнозоркость) он рекомендовал исправлять искусственными стеклянными линзами — очками. Очкам и увеличительным стеклам посвящены страницы Атлантического кодекса. Таким образом, мы доказали, что в вопросе о природе зрения и функциях глаза Леонардо да Винчи пошел значительно дальше своих предшественников. Им были поставлены и решены задачи построения хода лучей в глазе и камере-обскуре, выявлены основные законы зрения, дано научное объяснение действия линз, з еркал и очков. Изучение Леонардо да Винчи свойств бинокулярного зрения привело его к созданию около 1500 г. конструкции стереоскопа.


Идея прожектора возникла из сценических потребностей. Он представлял собой ящик, с одной стороны которого располагалась большая стеклянная линза, а внутри находилась свеча. Так Леонардо создавал «интенсивный и широкий свет».


Подробному анализу подверг Леонардо особенно важный для художника вопрос об образовании теней, их форме, интенсивности и окраске (теория теней). Наконец, наибольшее внимание он уделил проблемам отражения лучей света от плоских и изогнутых поверхностей (в первую очередь — зеркал) и преломления лучей в различных средах. Экспериментируя и исследуя в этих областях, Леонардо нередко приходил к новым, ценным, полностью правильным результатам.


Кроме того, он изобрел ряд осветительных устройств, в том числе, ламповое стекло, мечтал о создании телескопа из очковых линз. В 1509г. им была предложена конструкция станка для шлифовки вогнутых зеркал, подробно описано изготовление параболических поверхностей.


Прожектор