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..."...взято тут -http://vrazvedka.ru/ main/learning/vopros-ob/sharonov_04.html
..."... 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:
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.
Пункт наблюдения должен быть совершенно темным, чтобы посторонний свет не мешал смотреть в темноту. Наблюдение с освещенного места в темноту недопустимо.
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).
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.
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.
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..."...
Тема: Заморочки с "ранеными" (Прочитано 24674 раз)