Trójwymiarowy kozioł

Czy można kozła obejrzeć z trzech stron bez obchodzenia go dookoła? Jak widzisz ze zdjęcia - tak! Tylko trzeba kozła zamknąć w szklanej klatce.
Podobnie misiek: raz pokazuje a raz zakrywa ucho.

Wówczas promienie światła wybierają dziwną drogę, taką "po skrócie". Zamiast biec drogą prostą do naszego oka, najpierw biegną trochę pod skosem, po prostej do ścianki klatki, na ściance szkła załamują się, i teraz już biegną po prostej do oka. Zamiast prostego odcinka wybierają krzywą łamaną.

Okazuje się, że taki przebieg jest w rzeczywistości krótszy, tyle że nie na kartce, ale w czasie. Nazywamy to zasadą Fermata i leży ona u podstaw prawa załamania światła (prawa Sneliusa).

Zasada Fermata to zasada najmniejszego działania. Prędkość rozchodzenia się światła w szkle jest mniejsza niż w powietrzu: światłu się "opłaca" krótszy przebieg w szkle i nieco dłuższy w powietrzu. II prawo Sneliusa właśnie to oddaje: stosunek sinusów kątów (padania i załamania) jest równy stosunkowi prędkości.

"Trójwymiarowy" obraz kozła powstaje dzięki prostopadłościennej klatce: promienie światła biegną do trzech ścianek i na nich się załamują. To co widzi nasze oko, to swego rodzaju "rzuty techniczne" na płaszczyznę ścianek bryły.
Promienie które widzimy, nie biegną prostopadle do ścianek, dlatego obserwowany obraz nie jest dokładnie rzutem trójwymiarowym, ale pewnego rodzaju "aksonometrią": widzimy kozła z trzech kierunków, ale niezupełnie prostopadłych.

Rzut taki zniekształca proporcje. Pokazuje to dobrze zdjęcie kozła, w którym kula nad jego głową, która powinna być "kulista", oglądana ze wszystkich stron, w rzucie na prawą płaszczyznę jest wyraźnie spłaszczona, zob. schemat.



Patrz także: inne zabawki, pojęcia i zjawiska związane:
Odbicie światła: Bąbelkowa kula | Bączek a la Monet | CD spektroskop | Kalejdoskop | Lustro czy okno? | Lusterko na wszystko | Miraż (fatamorgana) | Młynek Croksa | Mydlane bańki | Okulary kierowcy | Peryskop | Pingwiny | Piramida Swarowskiego | Różowe okulary | Salon fryzjerski | Sfera Swarowskiego | Skarbonka iluzjonisty | Spojrzenie w dal | Światło-przewody | Złota wieża
Załamanie światła: Arktyczny fotel | Bąbelkowa kula | Kalejdoskop | Luneta | Magiczne oko | Mikroskop | Mydlane bańki | Pingwiny | Piramida Swarowskiego | Sfera Swarowskiego | Stragan z bateriami
Zwierciadła i soczewki: Arktyczny fotel | Bąbelkowa kula | Kalejdoskop | Luneta | Lustro czy okno? | Lusterko na wszystko | Magiczne oko | Mikroskop | Miraż (fatamorgana) | Peryskop | Salon fryzjerski | Skarbonka iluzjonisty | Spojrzenie w dal | Stragan z bateriami | Światło-przewody