Закон прямолинейного распространения света – примеры с объяснением

Видимый свет – это электромагнитное излучение определенного, довольно узкого диапазона длин волн, 0.4 – 0.8мкм. Такое излучение обладает рядом важных особенностей. Рассмотрим одну из этих особенностей – прямолинейное распространение света.

Закон прямолинейного распространения света – примеры с объяснением

Закон распространения света

Еще в древности людям было известно, что свет распространяется мгновенно и прямолинейно. Луч света всегда являлся эталоном прямой линии во многих бытовых случаях. Какие же существуют доказательства прямолинейности распространения света ?

Наиболее важное доказательство – образование теней и полутеней за освещенным объектом.

Тень

Тень можно получить, если взять точечный источник света в темной комнате, поместить предмет между источником и стеной и поглядеть на стену. В качестве точечного источника можно взять любую маленькую лампу, размер которой во много раз меньше освещаемого предмета. За предметом будет видна четкая тень, повторяющая границы освещенного объекта.

Закон прямолинейного распространения света – примеры с объяснением

Рис. 1. Лучи, образующие тень.

Тени, точно повторяющие формы границ освещенного объекта возможны только в случае, если свет распространяется прямолинейно. Если бы свет распространялся по кривым – границы тени искажали бы формы освещенных предметов.

Полутень

Если присмотреться к границе тени в приведенном опыте, можно обнаружить, что эта граница все-таки имеет некоторую «ширину». Освещенность на границе падает не сразу, а на протяжении некоторого небольшого расстояния. Зона, в которой освещенность имеет промежуточное значение, называется полутенью.

Можно подумать, что в случае полутени закон прямолинейного распространения света не действует. Однако, это не так.

Все дело в том, что реальные источники света имеют конечный, и нередко, довольно большой размер. Они содержат не одну, а множество точек, излучающих свет. В результате существует три вида областей:

  • неосвещенные;
  • освещенные всеми излучающими точками;
  • освещенные частью излучающих точек.

Последняя область и есть полутень. Построив ход лучей, можно видеть, что закон прямолинейного распространения хорошо объясняет существование полутени.

Закон прямолинейного распространения света – примеры с объяснением

Рис. 2. Лучи, образующие полутень.

Свойство прямолинейного распространения света было использовано в качестве доказательства шарообразности Земли еще в античности. При лунных затмениях тень Земли, надвигающаяся на Луну, имеет очертания круга. Это возможно только при шарообразности Земли.

Роль среды распространения

Распространение света зависит от свойств среды, в которой это происходит. Во-первых, разные среды по-разному проводят свет. Наиболее прозрачным является вакуум, менее прозрачны газы и жидкости, твердые вещества, как правило, непрозрачны.

Во-вторых, и это гораздо важнее, среда может искривлять лучи света, если она будет неоднородной. Например, когда воздух у поверхности земли перегрет, а вверху прохладен – появляются миражи выше или ниже горизонта. Примеры нижних миражей можно легко наблюдать даже в средней полосе, летом на горячем асфальте видны «лужи» – это лучи неба, искаженные в неоднородной воздушной среде.

Закон прямолинейного распространения света – примеры с объяснением

Рис. 3. Искажения света над горячим асфальтом.

Что мы узнали?

В прозрачной однородной среде свет распространяется прямолинейно. Доказательством прямолинейности распространения света является существование теней и полутеней. В неоднородной среде лучи света могут искривляться.

Предыдущая
ФизикаИзображение предмета в плоском зеркале – построение
Следующая
ФизикаТретий закон Ньютона - определение, формула и применение
Помогли? Поставьте оценку, пожалуйста.
Плохо
0
Хорошо
0
Супер
0
Добавить комментарий

три × один =

Мы в ВК, подпишись на нас!

Подпишись на нашу группу в ВКонтакте, чтобы быть в курсе выхода нового материала...

Вступить