Світловий промінь і світловий пучок. Закон прямолінійного поширення світла. Сонячне та місячне затемнення

 
 

Якщо між оком і яким-небудь джерелом світла розмістити непрозорий предмет, ми не побачимо джерела світла. Це пояснюється тим, що в однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно. Середовище називають однорідним, якщо густина речовини, з якої воно складається, в усіх точках однакова.

Про прямолінійне поширення світла ще за 300 років до нової ери писав засновник геометрії Евклід. Цілком можливо, що поняття прямої лінії виникло з уявлень про прямолінійне поширення світла в однорідному середовищі.

Світло від будь-якого джерела, наприклад електричної лампи, поширюється в усіх напрямках. Якщо від джерела світла провести пряму лінію, ми отримаємо промінь світла.

Промінь світла — це уявна лінія, уздовж якої поширюється світло.

Якщо світлові промені обмежити певною поверхнею у просторі, то ми отримаємо світловий пучок.

Світлові пучки можна спостерігати в повітрі, що містить достатню кількість порошинок, які відбивають світло. Ви, звичайно, бачили світлові пучки від кишенькового ліхтарика, прожектора (мал. 91), кінопроектора. У природі часто можна спостерігати великі світлові пучки, що утворюються під час проходження сонячних променів через розриви у хмарах, просвіти у кронах дерев (мал. 92). У чистому повітрі світлових пучків не видно.

Унасл їдок того, що в однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно, ми можемо спостерігати тіні і півтіні, фази Місяця, сонячні і місячні затемнення.



 

Тінь — частина простору за непрозорим предметом, куди не проникає світло.

У сонячний день чітко видно тіні людей, будівель, дерев та інших предметів (мал. 93).

Помістимо невелику непрозору кулю у світловий пучок, що падає на екран від джерела світла невеликих розмірів. За кулею у просторі утворюється конусоподібна тінь, а на екрані з’являється тінь, що має форму круга (мал. 94).

Якщо розміри джерела світла набагато менші за відстань від джерела світла до екрана, то таке джерело називають точковим джерелом світла.

Візьмемо джерело світла, розміри якого більші порівняно з відстанню від нього до екрана, і повторимо дослід. Навколо тіні на екрані утворюється частково освітлений простір - півтінь (мал. 95).

Утворення півтіні також підтверджує закон прямолінійного поширення світла. У даному випадку джерело світла складається з багатьох точкових джерел, кожне з яких випромінює світло. На екрані є ділянки, у які світло від одних точкових джерел потрапляє, а від інших - ні, там і утворюється півтінь. У центральну частину екрана не потрапляє світло від жодного точкового джерела, там спостерігається повна тінь.


Тіньовими проекціями користуються в театрі тіней (мал. 96), для демонстрації дослідів, наприклад для показу демонстрації броунівського руху (мал. 97) тощо.

Місяць - природний супутник Землі. Протягом місяця ми можемо спостерігати, як змінюється форма видимої із Землі частини Місяця.

Різні форми видимої із Землі частини Місяця називають фазами Місяця.

Ще у глибоку давнину люди могли пояснити явище зміни місячних фаз (мал. 98).

Фази Місяця пояснюються взаємним розташуванням Сонця, Місяця і Землі, а також тим, що Місяць власного світла не випромінює, а відбиває сонячне. Сонце знаходиться на великій відстані від Місяця, тому пучок сонячних променів, що падає на Місяць, можна вважати паралельним. Унаслідок цього освітлюється тільки половина Місяця, а друга його половина залишається в тіні. Рух Землі і Місяця приводить до того, що до Землі можуть бути одночасно обернені світла і темна частини Місяця, і тоді він здається нам неповним. Різні

фази Місяця зображено на малюнках 99 і 100. Коли Місяць проходить між Сонцем і Землею, до нас обернено його темний бік. Тоді Місяця зовсім не видно. Цю фазу називають молодиком. Через 2 дні, коли Місяць переміститься на схід від Сонця, до нас буде обернена невелика частина освітленої півкулі Місяця - буде видно вузький серп. Ще через 5 днів ми побачимо праву половину світлої півкулі Місяця - першу чверть. За 2 тижні після нового Місяця настає наступна місячна фаза - повний місяць. Після повного Місяця його освітлена частина починає зменшуватися - настає остання чверть, і ми бачимо ліву половину півкулі Місяця. У наступні дні Місяць набуває форми серпа, і, нарешті, його не видно -знову настає молодик.

У космічних масштабах тінь і півтінь можна спостерігати під час сонячних і місячних затемнень. Планети та їх супутники, що освітлюються Сонцем, утворюють тіні і напівтіні. На малюнку 101 зображено тіні і напівтіні, які утворені Землею і Місяцем.

Якщо Місяць у ході свого руху навколо Землі в якийсь момент виявляється між Землею і Сонцем, він утворює на земній поверхні тінь, і тоді на цих територіях спостерігається сонячне затемнення.

Сонячні затемнення бувають тільки під час нового Місяця. Їх можна спостерігати лише на тих ділянках поверхні Землі, на які падає тінь або півтінь Місяця (мал. 102). Якщо ділянка знаходиться в тіні Місяця, то

спостерігається повне затемнення Сонця; для ділянок, що знаходяться в півтіні, сонячне затемнення буде частковим.

У зв’язку з тим, що Місяць рухається із заходу на схід, затемнення починається на західному (правому) краю Сонця. На початку затемнення на диску Сонця з’являється невелика «щербина», яка поступово збільшується, і Сонце набуває форми вузького серпа (мал. 103). Коли диск Місяця повністю закриє Сонце, ми побачимо навколо нього дивовижне сяйво - корону Сонця - частину розжареної сонячної атмосфери (мал. 104).

Під час повного сонячного затемнення швидко темніє. На небі стає видно зірки і планети. Знижується температура повітря, іноді випадає роса. У небі видно чорний диск з палаючою навколо нього сонячною короною. У давні часи вважали, що це величезний дракон пожирає Сонце.

Подальше переміщення Місяця приводить до того, що через деякий час знову стає видно вузький сонячний серп, а сонячну корону вже не видно. Диск Місяця переміщається все далі у східному напрямку, і незабаром на небі знову яскраво світить Сонце.

Повне затемнення може тривати не більше ніж 8 хвилин, зазвичай 2-3 хвилини. У різних точках поверхні Землі сонячне затемнення не тільки спостерігається по-різному, але й настає в різний час. Це пояснюють

тим, що внаслідок руху Місяця навколо Землі тінь Місяця (область повного затемнення) рухається по поверхні Землі із заходу на схід зі швидкістю 1 км/с. Повне затемнення можна спостерігати в межах смуги завдовжки в кілька тисяч кілометрів і завширшки 270 км. На решті частини поверхні Землі це затемнення спостерігається як часткове або не спостерігається.

Повне сонячне затемнення на Землі можна спостерігати один раз на півтора року, а ось в одному і тому самому місці земної поверхні - рідко, лише один раз на 300 років.

Коли Місяць потрапляє в тінь Землі, настає місячне затемнення (мал. 105).

Місячні затемнення відбуваються тільки при повному Місяці. Оскільки Місяць рухається із заходу на схід, то коли він, переміщаючись, починає заходити в тінь Землі, на місячному диску з’являється «щербина», що поступово збільшується в розмірах. Місяць набуває форми серпа, що на вигляд різко відрізняється від звичайних місячних фаз (мал. 106).

Затемнення Місяця буде повним, якщо він повністю увійде в тінь Землі. Якщо ж він переміщується лише по частині області земної тіні, затемнення буде частковим.

Діаметр земної тіні значно більший від діаметра місячного диска, тому повне місячне затемнення триває порівняно довго, близько 2 годин.

Картина місячного затемнення виглядає однаково під час спостереження з будь-якої точки поверхні Землі, зверненої в цей час до Місяця, і у всіх цих точках воно починається і закінчується одночасно.

При повному затемненні місячний диск стає темно-червоного кольору.

Космонавт, який перебував би в цей час на Місяці, міг би спостерігати чорний диск Землі із червоним кільцем навколо нього.

Кожні 18 років відбувається 29 місячних затемнень, але інтервали часу між ними різні. Так, упродовж року може не спостерігатися жодного місячного затемнення, а наступного року їх буде 2 або 3.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Як поширюється світло в однорідному середовищі?

2. Що таке промінь світла?

3. Яке джерело світла ми вважаємо точковим?

4. Які явища свідчать про прямолінійне поширення світла?

5. Назвіть основні фази Місяця.

6. Коли виникають сонячні і місячні затемнення?

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

Розв’язуємо разом

1. Чи є Місяць джерелом світла?

Відповідь: ні; також слід звернути увагу - в літературі є описи про те, що Місяць є потужним джерелом світла, - це є неправильним твердженням.

2. На малюнку 88 (див. с. 49) зображено літак «Геліос», який живиться від сонячних батарей. У 2001 році він установив рекорд висоти, піднявшися на 29 413 м. Сонячні батареї є джерелами чи приймачами світла?

Відповідь: сонячні батареї є приймачами світла, які є джерелами електричного струму.

3. Чому в першому випадку на столі є тінь (мал. 107), а у другому - ні?

Відповідь: це залежить від розміщення нитки розжарювання електролампи.


Рівень А

43. На якому малюнку (мал. 108, 109) зображено джерело світла, а на якому - приймач світла?

44. Лимони освітлюють джерелами світла (мал. 110). Чим відрізняються ці джерела світла?

45. На малюнку 111 зображено сонячні годинники. Поясніть, як вони працюють. Коли може працювати сонячний годинник?

46. Користуючися малюнком 112, визначте, у яких фазах знаходиться Місяць.

47. Затемнення Місяця може бути повним і частковим. На якому з малюнків (мал. 113, а, б) зображено повне затемнення Місяця, а на якому -часткове? Поясніть, чому відбуваються затемнення Місяця.

48. Художник намалював Місяць. Схарактеризуйте картину з точки зору фізики (мал. 114).

49. Фотограф під час монтажу переплутав етапи сонячного затемнення (мал. 115). Відновіть правильний порядок, пронумерувавши кожен етап затемнення.

Рівень Б

50. Чому фотопапір або кіно-, фотоплівку дуже ретельно оберігають від потрапляння на них денного світла?

51. У чому полягає прицілювання для стрільби з гвинтівки в олімпійських видах спорту?

52. Чи може тіло давати на екрані тільки півтінь? За яких умов це можливо?

53. Чому в кімнаті, освітленій єдиною лампою, утворюються різкі тіні від предметів, тоді як у кімнаті, де джерелом світла є люстра з кількома лампочками, таких різких тіней не спостерігають?

54. Чому під час повного сонячного затемнення видно лише сонячну корону, а самого Сонця не видно (мал. 116, а), а під час повного затемнення Місяця видно тільки, як він набуває темно-червоного кольору (мал. 116, б)?

55. Під час сонячного затемнення на Землю падають тінь і напівтінь від Місяця. Чи бачить Сонце людина, яка знаходиться в тіні? Напівтіні? Відповідь обґрунтуйте.

56. На малюнку 117 зображено сонячні затемнення. Чим вони відрізняються між собою?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.