Источники света. Распространение света
Введение
Свет играет огромную роль в нашей жизни. Благодаря ему мы видим окружающий мир, различаем цвета, формы, можем ориентироваться в пространстве. Без света жизнь на Земле была бы невозможна. Изучением света и его свойств занимается наука оптика — один из важнейших разделов физики. Оптика помогает понять, как формируются изображения в зеркалах и линзах, как работают глаза, фотоаппараты и телескопы.
В физике принято различать два основных раздела оптики: геометрическая оптика, где изучается распространение света, и волновая оптика, исследующая свет как волну. В 8 классе мы в основном знакомимся с геометрической оптикой, где рассматриваются простейшие законы распространения света и объясняются такие явления, как тень, полутень и затмения.
Оптика. Геометрическая оптика
Оптика — это раздел физики, изучающий свет и его взаимодействие с веществом. В ней рассматриваются источники света, его распространение, отражение, преломление и другие явления.
Геометрическая оптика — это часть оптики, основанная на предположении, что свет распространяется прямолинейно и может быть изображён в виде лучей. Такое представление удобно для изучения многих явлений, например отражения и образования теней.
Определение света
Свет — это вид электромагнитного излучения, воспринимаемый человеческим глазом. Световые волны распространяются с огромной скоростью — около 300 000 км/с в вакууме.
Свет может быть естественным (например, солнечный свет) и искусственным (лампы, свечи, фонари). Источники света излучают энергию, которая передаётся в виде световых волн.
Источники света
Источники света — это тела, излучающие световые лучи. Они делятся на:
-
Естественные — Солнце, звёзды, молнии, полярные сияния.
-
Искусственные — лампы, костры, светодиоды, экраны, лазеры.
Существуют также несамосветящиеся тела — они видимы только потому, что отражают падающий на них свет. Например, Луна не светит сама, а отражает солнечные лучи.
Закон прямолинейного распространения света
Один из основных законов геометрической оптики — закон прямолинейного распространения света. Он утверждает, что в однородной прозрачной среде свет распространяется по прямой линии.
Этот закон можно подтвердить простыми опытами. Например, если взять три непрозрачных экрана с отверстиями и совместить их так, чтобы через все три можно было видеть пламя свечи, то при смещении одного экрана свет перестаёт быть видимым — это доказывает, что свет идёт по прямой.
Прямолинейность распространения света объясняет появление тени и полутени, а также явления солнечного и лунного затмения.
Определение тени и полутени
Когда на пути световых лучей встречается непрозрачное тело, за ним образуется тень — область, куда свет не попадает.
Если источник света имеет заметные размеры (например, Солнце), то за предметом возникает не только тень, но и полутень — область, куда свет частично проникает.
Эти явления можно наблюдать при освещении предметов настольной лампой или на улице в солнечный день, когда вокруг тени заметен светлый контур — это и есть полутень.
Солнечное затмение
Солнечное затмение происходит, когда Луна находится между Землёй и Солнцем и закрывает солнечные лучи. Тогда на Землю падает тень Луны.
Если Луна полностью закрывает диск Солнца, происходит полное затмение. Если только часть — частное. Солнечные затмения можно наблюдать только в тех местах Земли, куда падает тень или полутень Луны.
Это явление является наглядным подтверждением закона прямолинейного распространения света.
Лунное затмение
Лунное затмение наблюдается, когда Земля находится между Солнцем и Луной. Тогда Земля отбрасывает тень на Луну, и она частично или полностью перестаёт быть видимой.
Во время полного лунного затмения Луна часто приобретает красноватый оттенок, поскольку часть солнечных лучей рассеивается в атмосфере Земли и достигает поверхности Луны в виде красного света.
Заключение
Таким образом, свет — это форма энергии, распространяющаяся прямолинейно. Благодаря изучению оптики человечество смогло понять многие природные явления и создать огромное количество приборов — от простых зеркал до сложных оптических телескопов.
Явления затмений, образование тени и полутени, работа оптических устройств — всё это наглядные примеры действия законов геометрической оптики.
Вопросы для самопроверки
-
Что изучает наука оптика?
-
В чём заключается закон прямолинейного распространения света?
-
Чем естественные источники света отличаются от искусственных?
-
Почему Луна считается несамосветящимся телом?
-
Что такое тень и полутень?
-
Почему тень имеет чёткие границы при маленьком источнике света?
-
Объясните, почему происходят солнечные и лунные затмения.
-
Почему Луна во время затмения становится красноватой?
-
Какие опыты подтверждают, что свет распространяется прямолинейно?
-
Как закон прямолинейного распространения света используется в технике и науке?