Фотографирование невидимыми лучами на войне и в науке

Известно, особенно тем, кто, занимается фотографией, что из составных частей белого света оказывают действие на пластинку только синие, фиолетовые и (сильно преломляющиеся) ультрафиолетовые лучи. Лучи зеленые, оранжевые и красные на фотопластинку не действуют. Фотографически деятельные лучи —  синие, фиолетовые и ультрафиолетовые — обусловлены короткими световыми волнами. По длине они меньше полутысячной доли миллиметра. Лучи же зеленые, оранжевые, красные и невидимые инфракрасные порождаются волнами большой длины.

Но не следует думать, что красные лучи, щадящие негативы, фотографа, совершенно неспособны действовать на фотопластинку. Эти лучи не производят действия на обычную фотопластинку, но оказываются весьма деятельными когда они падают на специально приготовленные пластинки. Такие чувствительные к длинноволновым лучам пластинки теперь изготовляются в большом количестве. С помощью этих пластинок можно фотографировать предметы, которые посылают одни только желтые, красные или даже невидимые инфракрасные лучи.

Мы привыкли считать нашу, атмосферу прозрачной, но это надо понимать с существенными оговорками. Воздух пропускает разные лучи света далеко не в одинаковой степени. Как раз те лучи, которые сильнее других действуют на обыкновенную фотопластинку, задерживаются атмосферой больше всего. Фиолетовые, синие, голубые лучи разбрасываются (рассеиваются) частицами воздуха и плавающей в нем тончайшей пылью. Причину различного действия воздуха на лучи коротковолновые и длинноволновые объяснил английский физик Джинс в недавно вышедшей книге «Движение миров».

«Представьте себе, —пишет он, — что мы стоим на морской пристани и наблюдаем за бегущими волнами, ударяющимися о железные столбы пристани. Большие волны, как бы совсем не замечая столбов лишь на мгновение разделяются ими, затем снова сходятся и продолжают свой путь так же, как если бы столбов не существовало вовсе. Но для коротких волн и ряби столбы пристани являются серьезным препятствием. Короткие волны, наскакивая на столбы, отражаются обратно и распространяются в виде новой ряби во всех направлениях. Употребляя технический термин, они рассеиваются.

Это движение волн может послужить нам моделью того, каким образом солнечный свет пробивается через земную атмосферу. Бесчисленные препятствия в земной атмосфере — молекулы воздуха, пылинки и мелкие капли воды — представлены на модели столбами пристани. Морские же волны как бы изображают собой солнечный свет. Мы знаем, что солнечный свет является смесью света многих цветов; знаем также, что свет состоит из волн и что разные цвета света вызываются волнами разной длины: красный свет — длинными волнами, а синий короткими. Смешанные волны, из которых состоит свет, должны пробираться через препятствия, встречаемые ими в атмосфере так же, как смешанные волны морского прибоя должны проходить через ряд столбов пристани. И эти препятствия действуют на световые волны так же, как столбы на волны морские. Длинные волны, образующие красный свет, едва затрагиваются этими препятствиями, короткие же волны, порождающие синий свет, рассеиваются во всех направлениях.

Поэтому голубые волны солнечного света попадают в наши глаза со всех сторон: вот почему небо выглядит голубым. Красные же волны идут к нам прямо, не сворачивая из-за атмосферных препятствий и сразу же попадают в наши глаза».

И понятно, что чем короче световые волны, тем сильнее рассеиваются лучи. Вот например фиолетовые лучи рассеиваются в 12 раз сильнее красных и в 80—100 раз сильнее невидимых инфракрасных.

Голубые волны со всех сторон попадая в глаза, создают голубой цвет неба, а также и прекрасные оттенки зари.

По той же самой причине на обыкновенных фотографических снимках очень смутно, расплывчато и туманно вырисовываются отдаленные предметы. И вот как это происходит: действующие на пластинку световые лучи рассеиваются воздухом по пути к аппарату и не достигают до чувствительной пленки негатива.

А практика военного дела нуждается в исключительно детальных фотографических снимках даже очень отдаленных местоположений. Эту задачу успешно разрешила фотографическая техника новейшего времени. Разработан способ, который дает возможность снимать очень далекие объекты. Делается это при помощи одних лишь красных и инфракрасных лучей, которые не рассеиваются атмосферой.

Как достигают этого? Для отдаленного снимка прежде всего исключают все коротковолновые лучи, которые идут от самой атмосферы и затуманивают снимок.

Впереди объектива фотокамеры помещают специальный сорт стекла. Оно задерживает все фиолетовые, синие и голубые лучи, но свободно пропускает красные и инфракрасные. Такое приспособление называется светофильтром. И пластинка в кассете аппарата берется не обыкновенная, а особочувствительная к длинноволновым лучам. Таким путем получают отчетливый снимок далекого ландшафта со всеми неуловимыми при обычном фотографировании подробностями. Этот усовершенствованный фотографический глаз исключительно остер и зорок. С его помощью один американский летчик заснял недавно горную цепь с расстоянии 350 километров.

Фотография местности, снятой в ультрафиолетовых лучах. На этом снимке даль сливается и детали не различимы

Эту же местность сняли в инфракрасных лучах — стали более ясными многие детали

И не только для военного дела нужны и полезны подобные фотографии. Интересы, военной техники сплетаются здесь с нуждами астрономии. Для астронома очень важно располагать средством прозревать подробности поверхности планеты сквозь мутную атмосферную ее оболочку. И в этом случае задача разрешается с помощью снимков в инфракрасных лучах сквозь соответствующий светофильтр.

Хорошо удался опыт такого рода с фотографированием нашего загадочного соседа — планеты Марса. На прежних снимках в фиолетовых лучах изображение планеты получалось однотонное. Нельзя было различить никаких деталей кроме белого пятна близ полюса. Снималась не сама планета, а ее атмосферная оболочка. Совсем иное получалось при фотографировании Марса сквозь светофильтр в невидимых для человеческого глаза (но уловимых фотоаппаратом) инфракрасных лучах. Рассеяние света атмосферой исключается и на пластинке с полной отчетливостью вырисовались многочисленные пятна и другие подробности поверхности планеты.

Эти многообещающие достижения фотографической техники убедительно говорят о том, что использование невидимых инфракрасных лучей, безусловно, будет играть важную и все возрастающую роль как в оборонном деле, так и в различных областях науки.

Я. Перельман