Призраки все, наконец,
что являются нам, отражаясь,
В зеркале, или в воде,
иль в поверхности всякой блестящей
Так как по виду они
настоящим предметам подобны
Должны из образов быть,
что исходят от этих предметов
Значит, у всяких вещей существуют
тончайшие формы
Или подобия их,
хоть никто не способен их
видеть
Порознь, но все же путем
беспрерывных своих отражений
Видны бывают они,
отдаваясь от глади зеркальной.
И сохраняться нельзя,
очевидно, им иначе, чтобы
В точности отображать
всевозможных предметов фигуры.
Тит Лукреций Кар. О природе
вещей.
Если же поверхность
зеркала ориентирована по отношению
к световому потоку по-разному,
что свойственно кривым зеркалам,
отражение искажается. Причем, чем
больше кривизна зеркала, тем
сильнее искажения при отражении.
Второе условие – наиболее
полное отражение лучей. Если
стекло бесцветное и прозрачное,
то значительную часть лучей
пропускает, если оно темное и
мутное – поглощает. В любом
случае наблюдается слабое изображение,
ведь число вторично отображенных
лучей, гораздо меньше числа отраженных
первоначально Если же поставить
за стеклом ровную и хорошо
отражающую свет поверхность, то
интенсивность отраженного изображения
возрастет. Так на рубеже старой
и новой эр появились зеркала,
состоящие из двух пластин: светопропускающей
стеклянной и помещенной за
ней светоотражающей металлической.
В качестве светоотражающей подложки
хорошо зарекомендовали себя
оловянные пластины. Они белого
цвета, блестящие и хорошо обрабатываются,
что позволяет сделать их поверхность
очень ровной.
Однако, как точно ни подгоняй
друг к другу поверхности стеклянной и
оловянной пластин, между ними все равно
станутся пусть и небольшие, но зазоры,
и отражение, соответственно, будет искажаться.
К тому же, в полости между стеклом и оловом
будут проникать влага и агрессивные газы,
что приведет к потемнению поверхности
олова. Качество изображения и срок службы
зеркала возрастают, если сформировать
слой олова непосредственно на поверхности
стекла. Можно, нагревая «сэндвич» из стекла
и оловянной фольги, расплавить олово
и таким образом получить светоотражающий
слой, но лучше для этого использовать
оловянную амальгаму.
Ртуть образует со
многими цветными металлами жидкие
сплавы–растворы – амальгамы. Если
нанести на поверхность стекла
слой оловянной амальгамы и
хорошо все прогреть, то часть
ртути испарится, а на стекле
сформируется и зафиксируется
покрытие, состоящее из олова
и его амалтгамы. Термическое
разложение амальгамы позволяет
получать на стекле не только
оловянные покрытия, но и существенно
более качественные – серебряные.
Поэтому неудивительно, что
в средние века хорошее зеркало было предметом
редкостным и ценным: «…золотая и серебряная
посуда.
Между этими богатствами выдавался
предмет драгоценный по своей редкости.
Это было венецианское зеркало в раме
черного дерева, в 33 см вышины и ширины,
зеркало, в которое смотрелась Изабелла
Баварская. Позднее оно оказывало ту же
услугу Маргарите Анжуйской, супруге Карла
VII. Хроника не упоминает, чтобы Агнесса
Сорель…пользовалась им, но…Утверждает,
что Людовиг XI часто смотрел в его зеркало…
От короля к королю это зеркало дошло до
Франциска I…Наконец, Екатерина Медичи,
которой оно досталось, любила отражать
в нем свои черты…» [44].
Впрочем, уже в те далекие времена
стеклянное зеркало вошло в быт человека.
Судя по приведенному отрывку из сказки
В.Гауфа, «к концу XVIII – началу XIX в.
Зеркало по-прежнему оставалось весьма
ценным предметом, но даже обычный брадобрей
мог себе позволить иметь зеркало больших
размеров, чем у коронованных особ средневековья».
В набросках «Истории Петра
I» Пушкин, наряду с описанием великих
свершений самодержавца, упоминает, что
«Петр заводит в Петербурге стеклянную
и зеркальную фабрику». В историческом
аспекте производство зеркал в известной
мере можно рассматривать как показатель
развития цивилизации – совокупность
развития науки и технологии, эстетических
запросов и их материального удовлетворения,
коммерческого спроса и предложения. В
середине XIX . благодаря развитию химии
в производстве зеркал произошел резкий
скачок. Знаменитый химик Ю.Либих в письме
коллеге писал: «Я опять занимаюсь
фабрикацией зеркал, благодаря некоторым
улучшениям думаю, что можно приготовить
правильные зеркала любых размеров» [44].
В основу метода Либиха была
положена реакция восстановления серебра
альдегидами, известная ныне как качественная
реакция «серебряного зеркала». Добавляя
к раствору нитрата серебра щелочь, Либих
получил оксид серебра, который отфильтровал
и растворял в избытке водного аммиака.
2AgNO3 + 2OH- = Ag2O +2NO3- + H2O
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
Если к образовавшемуся аммиакату
серебра добавить формалин или другое
вещество, содержащее альдегидную группу,
например, глюкозу, и подогреть смесь,
то произойдет восстановление металла
и на стенках сосуда появится серебряное
покрытие. Если же в реакционную смесь
поместить тщательно отмытую и обезжиренную
стеклянную пластину, то блестящий слой
серебра образуется и на ней. Если стекло
с одной стороны было чем-то защищено,
то после удаления защитного слоя получается
хорошее зеркало, которое, если изолировать
серебряное покрытие от прямого контакта
с окружающей средой, будет служить долгие
годы.
Химическим путем
можно получить не только серебряное,
но и медное зеркало. Это более
сложный в выполнении, но красивый
и интересный опыт. К раствору
медного купороса сначала добавляют
глицерин и большой избыток
формалина. Затем по каплям добавляют
раствор гидроксида натрия и
нагревают до 50-700 . Если стенки
реакционного сосуда достаточно чисты,
то на них вскоре может образоваться блестящее
медное покрытие.
Химизм этого процесса примерно
следующий: сульфат меди(II) взаимодействует
с глицерином с образованием растворимого
комплексного соединения, условно:
СuSO4
Cu2+ + SO42-
Cu2+ + nСН2(ОН)-СН(ОН)-СН-(ОН)
[Cu .
nСН2(ОН)-СН(ОН)-СН»(ОН)]2+
В щелочной среде первоначальный
комплекс разрушается, а образовавшийся
глицерат меди находится в равновесии
с гидроксидом меди(II):
[Cu .
nСН2(ОН)-СН(ОН)-СН»(ОН)]2+
CН2 – СН -
СН2 +
О -Сu- O OH
+ 2H+ + (n-1)CH2(OH) – CH(OH) –
CH2(OH);
CН2 – СН -
СН2 + 2ОН-
Cu(ОН)2 +СН2ОН = Cu
+ НСООН + Н2О
О -Сu- O OH
В результате реакции образуется
кислота, поэтому, для ее нейтрализации
по ходу процесса нужно добавлять щелочь,
но избегать ее избытка.
При желании можно получить
на стекле свинцовое покрытие, но в качестве
зеркала оно будет абсолютно нефункциональным.
Для изготовления такого зеркала, надо
смешать в чистом стакане растворы окиси
свинца и тиомочевины, добавить крепкий
раствор щелочи и подогреть. Тиомочевина
образует с солью свинца растворимое комплексное
соединение, которое в щелочной среде
разлагается с образованием сульфида
свинца. Практического распространения
этот метод не получил, поскольку в результате
образуется покрытие черного цвета, не
обеспечивающее цветопередачу на отражении.
Однако, этот опыт красив и познавателен:
демонстрирует, как много стадий процесса
и разнообразных химических превращений
может скрываться за краткой записью суммарного
уравнения.
Как видим, зеркала
бывают разные. В фантастических
произведениях И.А. Ефремова фигурируют
индиевые зеркала: «- Посмотрите
на это странное зеркало. –
Шатров взял металлический диск…С
одной стороны поверхность диска
была отполирована и очень
тверда. Это был прозрачный как
стекло слой, под которым виднелся
чистый серебристо-белый металл…
- Металл под пленкой – это
индий, замечательный металл» [44].
Об использовании зеркал в борьбе
с агрессорами рассказал и А.М. Волков:
«Зеркальные щиты – не только превосходная
защита от лучевого оружия…Если их расположить
в виде кривого зеркала, то можно сфокусировать
лучевую энергию и направить его по обратной
дороге – против пришельцев» [35].
В историческом аспекте зеркала
можно условно разделить на стеклянные
и металлические, как например, в сказке
А.И. Куприна «Синяя звезда»: «Необходимо,
чтобы Эрна никогда не видела своего отражения
в зеркале…Сегодня же я издам и оповещу
через герольдов указ наш о повсеместном
изъятии и уничтожении зеркал, как стеклянных,
так и металлических, в нашем царстве»
[37].
Металлические зеркала появились
раньше стеклянных. Они были в ходу и в
легендарные племена короля Артура: «…рука
натолкнулась на металл. Я понял, что там
шевелилось, - мое собственное отражение.
На стене висел кусок металла, отполированной
до матового блеска…Блестящая поверхность
зеркала отражала…свет…Я видел себя,
похожего на привидение. Отражение в зеркале
попятилось, и моя рука бессильно упала
с висевшего на поясе кинжала» [37].
Лишь во времена А.С.Пушкина
наступила окончательная победа стеклянного
зеркала. Даже понятия «стекло» и «зеркало»
стали употреблять в известной мере как
синонимы:
Вот зеркало мое – прими его,
Киприда!..
Седого времени не страшна ей
обида…
Но я, покорствуя судьбине,
Не в силах зреть себя в прозрачности
стекла,
Ни той, которой я была… [37].
Первым зеркалом, которое использовал
человек, безусловно, было водное. Им пользовались
как первобытный человек, так и цивилизованный
римский гражданин.
На водной глади при определенной
освещенности могут отражаться сказочные
зеркальные двойники: «Белое облачное
небо, прибрежные деревья, камыши и лодки
с людьми и с веслами отражались в воде,
как в зеркале; под лодками, далеко в глубине,
в бездонной пропасти тоже было небо и
летали птицы» [37].
Некоторые литературные фрагменты позволяют
извлечь и значимую химическую информацию
о зеркалах: «Иллюзорной дверью служило
большое зеркало, по своим размерам являвшееся
шедевром венецианского мастерства. От
времени оно приобрело изумительный, непередаваемый
оттенок глубоких, как бы подземных вод,
и все образы, в нем возникавшие, были окутаны
сумеречным туманом, казались чем-то таинственным
и далеким. Огни в нем отражались словно
затуманенными. Все рисовалось в нем значительным
и отдаленным, словно доходящим из глубины
потустороннего»[37].
Потускнение зеркала упоминается и Буниным:
«…когда…веселый отблеск стекла передавался
в тусклое овальное зеркало, висевшее
на стене против двери» [37]. Зеркало – тусклое,
хотя стекло сохранило «веселый» блеск.
Значит, потускнение связано не со стеклом,
а с трансформациями, происходящими в
металлическом светоотражающем слое.
Мутнеет зеркало потому, что со временем,
особенно во влажной атмосфере, слой серебра
настолько отходит от стекла, а возникшая
при этом прослойка способствует рассеиванию
отраженных лучей. В образовавшейся зазор
попадают содержащиеся в атмосфере газы
– кислород, сероводород. При этом протекает
целый ряд химических реакций, приводящих
в конечном счете к образованию черного
сульфида серебра – к потускнению зеркала.
Впрочем, зеркало может испортиться не
только по химическим причинам, но и по
физическим. Стекло – материал хрупкий,
и зеркало легко может разбиться. Судя
по сказкам, от этого не застрахованы даже
волшебные зеркала. Зеркало тролля из
сказки Андерсена «вырвалось…из рук,
полетело на землю и разбилось вдребезги»
[43]. Не избежало этой участи и говорящее
зеркальце Пушкина:
Злая мачеха, вскочив,
Об пол зеркальце разбив,
В двери прямо побежала
И царевну повстречала [30].
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ХУДОЖЕСТВЕННЫЙ ОБРАЗ
СВЕЧИ
Свеча как объект изучения обладает огромным
познавательным потенциалом. Свеча –
настолько интересный объект изучения,
что она стала олицетворением просвещения.
Известному педагогу-мыслителю Д.Глиносу
принадлежит следующее суждение: «Учитель
– «первый, кто зажигает свою свечу от
свечи философа, социолога и исследователя…»
[36].
В пушкинском «Евгении Онегине» упоминание
о свечах – своеобразный способ указания
времени суток:
Восток ленивый почивает,
В привычный час пробуждена
Вставала при свечах она [36].
Символ свечи можно расценивать как:
- обобщенное представление
о языке пламени – в химической технологии
горючие газы, подлежащие уничтожению,
«подают на свечу» или «факел»
- воплощение неумолимого хода
времени, печали и апатии:
Оплавляются свечи
На старинный паркет,
И стекает на плечи
Серебро с эполет.
Как в агонии бродит
Золотое вино…
Все что было уходит, -
Что придет – все равно.
В.С. Высоцкий
«Оплавляются свечи…»[8]
Близ ложа моего печальная свеча
Горит; мои стихи, сливаясь и журча,
Текут, ручьи любви, текут, полны тобою.
Во тьме глаза блистают предо мною.
А.С. Пушкин. Ночь.
скоротечности, неустойчивости
и беззащитности: «как свеча на ветру»
или «свеча горела на столе и догорела»;
расхожих представлений о грешном
и праведном: «Ни богу свечка ни черту
кочерга»; на свечу в полной мере распространяется
принцип «Кесарю – кесарево, а Богу –
Божее»: