Skupianie światła przy pomocy lodu

Materiałem na dwuwypukłą soczewkę (ułatwiającą zdobywanie ognia) może być także lód, jeśli jest dość przezroczysty. Przy tym lód załamując promienie sam nie nagrzewa się i nie topnieje. Współczynnik załamania lodu jest tylko trochę mniejszy niż wody, i jeśli, jak widzieliśmy, można rozpalić ogień za pomocą kuli napełnionej wodą, można to również zrobić za pomocą soczewki z lodu. Lodowa soczewka oddała wielkie usługi w powieści Verne'a Podróż kapitana Hatteras. Doktor Cluboni w taki właśnie sposób zapalił ognisko, gdy podróżni zgubili lupę i byli bez ognia, przy strasznym mrozie 48 stopni.

— To nieszczęście — powiedział Hatteras do doktora.
— Tak — odpowiedział doktor.
— Nie mamy nawet lunety, z której moglibyśmy wyjąć soczewkę, by rozpalić ogień.
— Wiem — odpowiedział doktor — i wielka szkoda, że nie ma: promienie słoneczne są dość silne, żeby zapalić hubkę.
— Cóż robić, trzeba będzie zaspokoić głód surowym mięsem niedźwiedzim — zauważył Hatteras.
— Tak — w zamyśleniu powtórzył doktor — w ostateczności. Ale dlaczego nie spróbować...
— Co pan wymyślił? — zainteresował się Hatteras.
— Przyszła mi do głowy pewna myśl...
— Myśl? — wykrzyknął kapitan. — Jeżeli panu przyszła myśl, jesteśmy ocaleni.
— Nie wiem, czy się uda — wahał się doktor.
— Cóż pan wymyślił? — pytał Hatteras.
— Nie mamy wprawdzie soczewki, ale zrobimy ją sami.
— Jak? — zainteresował się kapitan.
— Wyszlifujemy z kawałka lodu. — Doprawdy pan myśli..
— Czemu nie? Trzeba przecież tylko skupić promienie słońca w jednym punkcie, a lód może zastąpić najlepszy kryształ. Wolałbym jednak kawałek lodu z wody słodkiej: jest on mocniejszy i bardziej przezroczysty.
— Oto, jeśli się nie mylę, ta bryla lodu — kapitan wskazał na lód znajdujący się o jakieś sto kroków od podróżnych — sądząc po jej barwie, jest właśnie taka, jakiej pan potrzebuje.
— Ma pan rację. Proszę wziąć siekierę. Pójdziemy, przyjaciele! Wszyscy trzej skierowali się ku wskazanej bryle lodowej. Istotnie lód pochodził z wody słodkiej. Doktor kazał odrąbać kawałek o średnicy stopy i zaczął go wyrównywać toporem. Potem wygładził nożem, a na koniec wyszlifował ręką. Powstała przezroczysta soczewka jak z najlepszego kryształu. Słońce świeciło dość jasno. Doktor wystawił soczewkę na działanie promieni i skupił je na hubce. Po kilku sekundach hubka się zapaliła.

Opowiadanie Juliusza Verne'a nie jest całkowicie wytworem fantazji Próby zapalania drzewa za pomocą lodowej soczewki były po raz pierwszy skutecznie przeprowadzone z bardzo dużą soczewką jeszcze w 1763 r. Odtąd nieraz ponawiano je z całkowitym powodzeniem. Oczywiście bardzo trudno przygotować przezroczystą lodową soczewkę takimi narzędziami jak topór, nóż i ręka (przy 48-stopniowym mrozie), ale można ją przygotować znacznie prościej: nalać wody do miski odpowiedniego kształtu i zamrozić, a potem lekko podgrzawszy wyjąć gotową soczewkę. Przeprowadzając takie doświadczenie nie zapominajmy, że udaje się ono tylko w jasny, mroźny dzień i na otwartym powietrzu, nie w pokoju za okienną szybą, która pochłania znaczną część energii słonecznej.

Trzeba koniecznie dodać, że lodowa soczewka działa jeszcze gorzej niż wodna: po pierwsze jest mniej przezroczysta, po drugie lód załamuje światło nie tylko słabiej niż szkło, ale słabiej niż woda. W ogóle należy pamiętać, że zapalające działanie lupy jest tym silniejsze, im większy jest stosunek jej średnicy do odległości ogniska.