Джерела світла. Поширення світла
Ще в давні часи вчені цікавилися природою світла. Що таке світло? Чому одні предмети кольорові, а інші білі або чорні?
Дослідним шляхом було встановлено, що світло нагріває тіла, на які він падає. Отже, він передає цим тілам енергію. Вам уже відомо, що одним з видів теплопередачі є випромінювання. Світло – це випромінювання, але лише та його частина, яка сприймається оком. У цьому зв’язку світло називають видимим випромінюванням.
Оскільки світло – це випромінювання, то йому притаманні всі особливості цього виду теплопередачі. Це означає, що перенесення енергії може здійснюватися у вакуумі, а енергія випромінювання частково поглинається тілами, на які воно падає. Внаслідок цього тіла нагріваються.
Тіла, від яких виходить світло, є джерелами світла. Джерела світла поділяються на природні та штучні.
Природні джерела світла – це Сонце, зірки, атмосферні розряди, а також світні об’єкти тваринного і рослинного світу. Це можуть бути світлячки, гнилушки та ін.
Штучні джерела світла, залежно від того, який процес лежить в основі отримання випромінювання, поділяють на теплові та люмінесцирующие.
До теплових відносять електричні лампочки, полум’я газового пальника, свічки та ін.
Люминесцирующими джерелами є люмінесцентні та газосвітлова лампи.
Ми бачимо не тільки джерела світла, а й тіла, які не є джерелами світла, – книгу, ручку, будинки, дерева та ін. Ці предмети ми бачимо тільки тоді, коли вони освітлені. Випромінювання, що йде від джерела світла, потрапивши на предмет, змінює свій напрямок і потрапляє в око.
На практиці всі джерела світла мають розміри. При вивченні світлових явищ ми будемо користуватися поняттям точкове джерело світла.
Якщо розміри світиться тіла набагато менше відстані, на якій ми оцінюємо його дію, то світиться тіло можна вважати точковим джерелом.
Величезні зірки, у багато разів перевершують Сонце, сприймаються нами як точкові джерела світла, так як знаходяться на колосальній відстані від Землі.
Ще одне поняття, яким ми будемо користуватися в цьому розділі, – світловий промінь.
Світловий промінь – це лінія, уздовж якої поширюється енергія від джерела світла.
Якщо між оком і яким-небудь джерелом світла помістити непрозорий предмет, то джерело світла ми не побачимо. Пояснюється це тим, що в однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.
Прямолінійне поширення світла – факт, встановлений в глибоку давнину. Про це писав ще засновник геометрії Евклід (300 років до нашої ери).
Стародавні єгиптяни використовували закон прямолінійного поширення світла для встановлення колон по прямій лінії. Колони розташовувалися так, щоб через найближчій до ока колони не були видні всі інші (рис. 122).
Прямолінійністю поширення світла в однорідному середовищі пояснюється утворення тіні і півтіні. Тіні людей, дерев, будівель та інших предметів добре спостерігаються на Землі в сонячний день.
На малюнку 123 показано тінь, отримана на екрані при висвітленні точковим джерелом світла S непрозорого кулі А. Оскільки куля непрозорий, то він не пропускає світло, що падає на нього. В результаті на екрані утворюється тінь.
Тінь – це та область простору, у якому не потрапляє світло від джерела.
Таку тінь можна отримати в темній кімнаті, висвітлюючи кулю кишеньковим ліхтарем. Якщо провести пряму через точки S і А (див. Рис. 123), то на ній буде лежати і точка В. Пряма SB є променем світла, який стосується кулі в точці А. Якби світло розповсюджувався не прямолінійно, то тінь могла б не утворитися. Таку чітку тінь ми отримали тому, що відстань між джерелом світла і екраном набагато більше, ніж розміри лампочки.
Тепер візьмемо велику лампу, розміри якої будуть порівнянні з відстанню до екрану (рис. 124). Навколо тіні на екрані утвориться частково освітлений простір – півтінь.
Півтінь – це та область, в яку потрапляє світло від частини джерела світла.
Описаний вище досвід також підтверджує прямолінійне поширення світла. Оскільки в даному випадку джерело світла складається з безлічі точок і кожна з них випускає промені, то на екрані є області, в які світло від одних точок потрапляє, а від інших ні. Там і утворюється півтінь. Це області А і Б.
Частина поверхні екрану виявиться абсолютно неосвітленій. Це центральна область екрану. Тут спостерігається повна тінь.
Освітою тіні при падінні світла на непрозорий предмет пояснюються такі явища, як затемнення Сонця і Місяця.
При русі навколо Землі Місяць може опинитися між Землею і Сонцем або Земля – між Місяцем і Сонцем. У цих випадках спостерігаються сонячні або місячні затемнення.
Під час місячного затемнення Місяць потрапляє в тінь, що відкидається Землею (рис. 125).
Під час сонячного затемнення (рис. 126) тінь від Місяця падає на Землю.
У тих місцях Землі, куди впала тінь, буде спостерігатися повне затемнення Сонця. У місцях півтіні тільки частина Сонця буде закрита Місяцем, т. Е. Відбудеться часткове затемнення Сонця. В інших місцях на Землі затемнення спостерігатися не буде.
Оскільки руху Землі і Місяця добре вивчені, то затемнення передвіщаються на багато років вперед. Вчені користуються кожним затемненням для різноманітних наукових спостережень і вимірювань. Повне сонячне затемнення дає можливість спостерігати зовнішню частину атмосфери Сонця (сонячну корону, рис. 127). У звичайних умовах сонячна корона не видна через сліпучого блиску поверхні Сонця.
Питання
Що таке промінь світла?
У чому полягає закон прямолінійного поширення світла?
Яке явище є доказом прямолінійного поширення світла?
Користуючись малюнком 123, поясніть, як утворюється тінь.
За яких умов спостерігається не тільки тінь, але і півтінь?
Користуючись малюнком 124, поясніть, чому в деяких областях екрану виходить півтінь.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)