Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем?

Утром, прежде чем сделать последний глоток чая, загляните в свою чашку. Если за окном солнечно, и свет в помещении достаточно яркий, вы обязательно увидите на дне чашки вот эту световую линию:


Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем? - 899847185726

Напоминает опрокинутую цифру "три". Или яблоко. Или... ну... В общем, не важно, что напоминает.

Эта линия (а говоря математическим языком – "кривая") называется каустика. Стоит обратить внимание на неё один раз, и она начнёт преследовать вас повсюду. Вот она, например, в ведре с водой:


Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем? - 899847191358

В переводе с греческого "каустикос" означает "жгучий". Как возникает это явление и почему так называется?

Допустим, источник света – это ваше окно. Тогда свет – это пучок параллельных лучей. Каждый луч отражается от стенки чашки по закону геометрической оптики – «Угол падения равен углу отражения». Вот так:


Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем? - 899847200830

Каждый следующий луч отражается от стенки чашки под немного другим углом (ведь эта стенка искривлённая). Отражённые от стенки лучи пересекаются строго определённым образом. Из точек их пересечения и образуется каустика! Более светлая, потому что свет в точках пересечения лучей концентрированный! Вот как это происходит:


Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем? - 899847204670

Именно за каустиками мы наблюдаем, когда любуемся игрой света на дне бассейна или на борту корабля:
Что такое каустика, откуда она берётся в чашке с чаем? - 899847207742

Комментарии