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

 
 

Дослідженню світлових явищ присвячено розділ фізики, який називається оптика (від грец. optike — наука про зорові відчуття).

Для встановлення та перевірки законів оптики застосовують фізичні моделі. Так, для встановлення деяких залежностей нехтують розмірами джерела світла, порівняно з відстанню, на якій воно перебуває. У такому випадку його називають точковим.

Точкове джерело світла — це джерело світла, розмірами якого за конкретних умов можна знехтувати. Якщо розмірами джерела світла знехтувати не можна, його називають протяжним.

Прикладом точкового джерела світла є зорі, далекі ліхтарі тощо. Зрозуміло, що одне й те саме джерело за різних умов можна вважати точковим, а можна й протяжним.

Наступним модельним поняттям, яким оперуватимемо, розглядаючи світлові явища, є світловий промінь. У реальному житті маємо справу з пучками світла, а от для схематичного зображення світлових пучків використовують світлові промені (мал. 97).

Світловий промінь — це лінія, вздовж якої поширюється світло (світловий пучок).

Закон прямолінійного поширення світла. Вам, можливо, приходилося «затулятися» від сонячних променів рукою. Сонячне світло не огинає руку й не потрапляє вам в очі. Переконатись у прямолінійному поширенні світла можна за допомогою нескладного досліду, який легко виконати самостійно (мал. 98, а).



 

Світло проходить крізь усі отвори в листах картону.

Що будемо спостерігати, якщо аркуші картону зсунути з місця? Світло в око не потрапить. Це доводить, що світло поширюється прямолінійно.

У цьому досліді світло поширювалося в повітрі. А як поширюватиметься світло, наприклад, у воді? Проведемо такий дослід. Візьмемо посудину з водою й додаймо у воду трохи молока. Розмішаємо до однорідного стану. У такому середовищі хід променя світла можна спостерігати безпосередньо за рахунок відбивання світла від часток молока (говорять, що світло розсіюється). Спостереження доводять, що світло поширюється прямолінійно (мал. 98, б).

Ці досліди підтверджують перший закон геометричної оптики — закон прямолінійного поширення світла: у прозорому однорідному середовищі світло поширюється від джерела прямолінійно.

Однорідним називається середовище, у якому в усіх його точках густина речовини, з якої воно складається, є однаковою.

Якщо світловий промінь проходить крізь кілька однорідних середовищ, то на межі переходу з одного середовища в інше він може змінювати свій напрямок (мал. 99, а). Лише за умови, що промінь падає перпендикулярно до межі поділу середовищ, він не змінює напрямок (мал. 99, б). Чому так відбувається, з’ясуємо в наступних параграфах.


Тінь і півтінь. Прямолінійним поширенням світла пояснюється утворення тіні від непрозорих тіл при їх освітленні. Якщо джерело світла відносно предмета є точковим, то тінь від предмета буде чіткою. У цьому разі говорять про повну тінь (мал. 100).

Повна тінь — це та область простору, в яку не потрапляє світло від джерела.

Якщо предмет освітлювати двома точковими джерелами світла (мал. 101, а) або протяжним джерелом світла (мал. 101, б), то на екрані утворюється тінь з нечіткими контурами. У такому випадку створюється не тільки повна тінь, а ще й півтінь (на мал. 101, а в області 1' і 2' потрапляє світло тільки від одного джерела).

Прослідкуйте за ходом світлових променів на малюнку 101, б, с. 65. Тінь утворюється в тих місцях екрана, на які не потрапляє світло від жодної точки джерела світла. Півтінь утворюється там, куди падає світло хоча б від однієї точки джерела.


Сонячне та місячне затемнення. Утворення повної тіні й півтіні в космічних масштабах ви можете спостерігати під час місячного та сонячного затемнень.

Якщо Місяць розташовується між Землею та Сонцем, то в тих місцях Землі, на які впала повна тінь Місяця, спостерігається повне сонячне затемнення, у місцях півтіні — часткове затемнення Сонця (мал. 102).

Взаємне розташування Сонця, Землі та Місяця при місячному затемнені показано на малюнку 103.

Формуємо КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. Які моделі використовують для опису світлових явищ? Чому виникає необхідність у їх введенні?

2. У чому полягає закон прямолінійного поширення світла? Які явища підтверджують прямолінійність поширення світла?

3. За яких умов предмет створюватиме повну тінь, а за яких — повну тінь і півтінь?

4. За яких умов виникають сонячні та місячні затемнення? Що триває довше — повне затемнення Сонця чи повне затемнення Місяця?

Я вмію досліджувати й експериментувати

1. Як отримати від олівця тінь різної довжини? Поекспериментуйте й зробіть відповідні малюнки.

2. Як довести, що три стовпи, які розташовані далеко один від одного, стоять уздовж однієї прямої?

3. У першому розділі ми дослідили спосіб визначення сторін горизонту за компасом. У цьому розділі розглянемо спосіб визначення сторін горизонту за допомогою циферблата годинника. Для цього годинну стрілку спрямовують на Сонце (мал. 104, а). Положення хвилинної стрілки в цьому способі не враховується. Кут між годинною стрілкою та напрямком на цифру 2 (а взимку — на цифру 1) на циферблаті годинника ділять навпіл — це й буде напрямок на південь. До полудня ділять навпіл ту дугу (кут), яку годинна стрілка має пройти до 14 (13) години (мал. 104, а), а після полудня — ту дугу (кут), яку вона пройшла після 14 (13) години (мал. 104, б).

Застосуйте цей спосіб на практиці. Перевірте визначені в такий спосіб сторони горизонту за компасом. Які б додаткові дії ви вчинили, щоб визначити сторони горизонту за годинником, якщо ваш годинник електронний і не має стрілок?

Вчимося розв'язувати задачі

Задача. Як у сонячну погоду виміряти висоту дерева за допомогою метрової палиці?

Розв’язання

Розгляньте уважно малюнок 105 до задачі.

Позначимо висоту дерева h2, висоту палиці h .

Палицю слід розташувати відносно дерева так, щоб кінці тіней від дерева l2 та від палиці lx збіглися. При такому їх розташуванні маємо подібні трикутники, для яких виконується

співвідношення:

Довжини тіней можна виміряти. Висота палиці нам відома: h = 1 м. Отже, висота дерева

Перевірте цей метод на практиці.

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі

В права 9

1.

У якій точці — 1 чи 2 (мал. 106) — необхідно розташувати лампу, щоб отримати на екрані АВ тінь від кулі більших розмірів?

2.

Скопіюйте малюнок 107 у зошиті й укажіть на ньому тіні та півтіні від м’яча, який освітлюється двома джерелами світла S1 і S2.

3.

Перемалюйте малюнок 108 в зошит і вкажіть на ньому ділянки тіні й півтіні, які утворюються за непрозорим предметом, що освітлюється двома джерелами світла S1 і S2.

4.

У сонячний день будинок утворює на землі тінь завдовжки 30 м, а прямовисно поставлена лопата, висотою 1,5 м, — завдовжки 2 м. Визначте висоту будинку.

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.