Что такое луч солнца физика 8 класс
Назад в «Оглавление» — смотреть
1. Что такое луч света?
Луч — это линия, вдоль которой распространяется свет.
Какой источник света называется точечным?
Если размеры тела много меньше расстояния на котором мы оцениваем его действие, то это светящееся тело можно считать точечным источником.
2. В чём состоит закон прямолинейного распространения света?
Свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно.
3. Какое явление служит доказательством прямолинейного распространения света?
Явление образования тени и полутени доказывает прямолинейность распространения света.
4. Как образуется тень?
Непрозрачный предмет, помещенный между источником света и экраном, задерживает часть лучей света, и они не попадают на экран.
На экране возникает неосвещенная часть экрана, т.е. тень от предмета.
Тень — это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.
Четкую тень получают, когда расстояние между источником света и экраном много больше, чем размер источника света
5. При каких условиях наблюдается не только тень, но и полутень?
Полутень — это та область, в которую попадает лишь часть света от источника.
Полутень на экране возникает, когда размер источника света соизмерим с расстоянием до экрана и не может рассматриваться как точечный источник.
6. Почему в некоторых областях экрана получается полутень?
Когда на экране имеются области, в которые свет от одних точек источника попадает, а от других не попадает, там образуется полутень.
В центральной области экрана, куда не попадает свет ни от одной точки источника света , образуется полная тень.
7. При каких условиях возникают солнечные и лунные затмения? Какое свойство лучей они доказывают?
Солнечное затмение возникает, когда Луна находится между Солнцем и Землей.
Если же Луна при своем обращении вокруг Земли попадает в тень, отбрасываемую Землей, то наблюдается лунное затмение.
Солнечные и лунные затмения являются доказательством прямолинейного распространения света.
Источник
§ 63. Источники света. Распространение света
Ещё в глубокой древности учёные интересовались природой света. Что такое свет? Почему одни предметы цветные, а другие белые или чёрные?
Опытным путём было установлено, что свет нагревает тела, на которые он падает. Следовательно, он передаёт этим телам энергию. Вам уже известно, что одним из видов теплопередачи является излучение. Свет — это излучение, но лишь та его часть, которая воспринимается глазом. В этой связи свет называют видимым излучением.
Поскольку свет — это излучение, то ему присущи все особенности этого вида теплопередачи. Это значит, что перенос энергии может осуществляться в вакууме, а энергия излучения частично поглощается телами, на которые оно падает. Вследствие этого тела нагреваются.
Тела, от которых исходит свет, являются источниками света. Источники света подразделяются на естественные и искусственные.
Естественные источники света — это Солнце, звёзды, атмосферные разряды, а также светящиеся объекты животного и растительного мира. Это могут быть светлячки, гнилушки и пр.
Естественные источники света:
а — светлячок; б — медуза
Искусственные источники света, в зависимости от того, какой процесс лежит в основе получения излучения, разделяют на тепловые и люминесцирующие.
К тепловым относят электрические лампочки, пламя газовой горелки, свечи и др.
Искусственные источники света:
а — свеча; б — люминесцентная лампа
Люминесцирующими источниками являются люминесцентные и газосветовые лампы.
Мы видим не только источники света, но и тела, которые не являются источниками света, — книгу, ручку, дома, деревья и др. Эти предметы мы видим только тогда, когда они освещены. Излучение, идущее от источника света, попав на предмет, меняет своё направление и попадает в глаз.
На практике все источники света имеют размеры. При изучении световых явлений мы будем пользоваться понятием точечный источник света.
Если размеры светящегося тела намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие, то светящееся тело можно считать точечным источником.
Громадные звёзды, во много раз превосходящие Солнце, воспринимаются нами как точечные источники света, так как находятся на колоссальном расстоянии от Земли.
Ещё одно понятие, которым мы будем пользоваться в этом разделе, — световой луч.
Световой луч — это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света.
Если между глазом и каким-нибудь источником света поместить непрозрачный предмет, то источник света мы не увидим. Объясняется это тем, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно.
Прямолинейное распространение света — факт, установленный в глубокой древности. Об этом писал ещё основатель геометрии Евклид (300 лет до нашей эры).
Древние египтяне использовали закон прямолинейного распространения света для установления колонн по прямой линии. Колонны располагались так, чтобы из-за ближайшей к глазу колонны не были видны все остальные (рис. 122).
Рис. 122. Применение закона прямолинейного распространения света
Прямолинейностью распространения света в однородной среде объясняется образование тени и полутени. Тени людей, деревьев, зданий и других предметов хорошо наблюдаются на Земле в солнечный день.
На рисунке 123 показана тень, полученная на экране при освещении точечным источником света S непрозрачного шара А. Поскольку шар непрозрачен, то он не пропускает свет, падающий на него. В результате на экране образуется тень.
Рис. 123. Получение тени
Тень — это та область пространства, в которую не попадает свет от источника.
Такую тень можно получить в тёмной комнате, освещая шар карманным фонарём. Если провести прямую через точки S и А (см. рис. 123), то на ней будет лежать и точка В. Прямая SB является лучом света, который касается шара в точке А. Если бы свет распространялся не прямолинейно, то тень могла бы не образоваться. Такую чёткую тень мы получили потому, что расстояние между источником света и экраном намного больше, чем размеры лампочки.
Теперь возьмём большую лампу, размеры которой будут сравнимы с расстоянием до экрана (рис. 124). Вокруг тени на экране образуется частично освещенное пространство — полутень.
Рис. 124. Получение полутени
Полутень — это та область, в которую попадает свет от части источника света.
Описанный выше опыт также подтверждает прямолинейное распространение света. Поскольку в данном случае источник света состоит из множества точек и каждая из них испускает лучи, то на экране имеются области, в которые свет от одних точек попадает, а от других нет. Там и образуется полутень. Это области А и Б.
Часть поверхности экрана окажется совершенно неосвещённой. Это центральная область экрана. Здесь наблюдается полная тень.
Образованием тени при падении света на непрозрачный предмет объясняются такие явления, как затмения Солнца и Луны.
При движении вокруг Земли Луна может оказаться между Землёй и Солнцем или Земля — между Луной и Солнцем. В этих случаях наблюдаются солнечные или лунные затмения.
Во время лунного затмения Луна попадает в тень, отбрасываемую Землёй (рис. 125).
Рис. 125. Лунное затмение
Во время солнечного затмения (рис. 126) тень от Луны падает на Землю.
Рис. 126. Солнечное затмение
В тех местах Земли, куда упала тень, будет наблюдаться полное затмение Солнца. В местах полутени только часть Солнца будет закрыта Луной, т. е. произойдёт частное затмение Солнца. В остальных местах на Земле затмение наблюдаться не будет.
Поскольку движения Земли и Луны хорошо изучены, то затмения предсказываются на много лет вперёд. Учёные пользуются каждым затмением для разнообразных научных наблюдений и измерений. Полное солнечное затмение даёт возможность наблюдать внешнюю часть атмосферы Солнца (солнечную корону, рис. 127). В обычных условиях солнечная корона не видна из-за ослепительного блеска поверхности Солнца.
Рис. 127. Солнечная корона
Вопросы
- Что такое луч света?
- В чём состоит закон прямолинейного распространения света?
- Какое явление служит доказательством прямолинейного распространения света?
- Пользуясь рисунком 123, объясните, как образуется тень.
- При каких условиях наблюдается не только тень, но и полутень?
- Пользуясь рисунком 124, объясните, почему в некоторых областях экрана получается полутень.
Упражнение 44
- Какие источники света изображены на рисунке 128?
Рис. 128
На рисунке 129 изображена схема опыта по получению тени от двух источников света S1 и S2. Источник S1 — маленькая лампочка красного цвета, источник S2 — синего. Перечертите схему в тетрадь и раскрасьте рисунок. Объясните, почему опыт доказывает прямолинейность распространения света.
Рис. 129
Источник
Источники света. Распространение света
Урок 62. Физика 8 класс
Конспект урока «Источники света. Распространение света»
Все с детства знают как минимум один источник света: это Солнце.
Солнечный свет играет огромную роль в нашей жизни, как и в жизни многих организмов на нашей планете. Также, от Солнца нам передаётся и тепло (то есть энергия). Из этого мы можем сделать вывод, что свет — это излучение. Его называют видимым излучением, потому что свет — это та часть излучения, которую мы в состоянии увидеть. Итак, мы можем сказать, что свет — это электромагнитное излучение, которое мы в состоянии увидеть невооруженным глазом.
На самом деле, природа света очень сложна, и подробно мы будем изучать её значительно позже. Ведь мы знаем, что свет бывает ярким и тусклым, обладает разным цветом, разной интенсивностью и продолжительностью излучения. Всё это зависит от процессов, которые происходят внутри атомов тех или иных тел. Но об этом мы поговорим позже. Сегодня, мы рассмотрим самые простые и очевидные световые явления.
Любое тело, которое излучает свет, называется источником света.
То есть, источником света могут быть лампочка, фонарик, свеча и так далее. Помимо Солнца, другие звезды тоже являются источниками света. Есть искусственные и естественные источники света. К искусственным источникам относятся источники света, которые были кем-то созданы (но не природой).
То есть, например, лампочка — это искусственный источник света, а Солнце — естественный.
Каждый источник испускает световые лучи. Ну, например, всем хорошо знакомо выражение «лучик солнца». Так вот, световой луч — это линия, вдоль которой передается энергия от источника света.
Ведь мы только что выясняли, что свет — это видимая часть излучения, а излучение — это один из способов теплопередачи. А теплопередача, конечно, является передачей энергии.
Существует, также, такое понятие, как световой пучок. Световым пучком называют область пространства, в пределах которой распространяется свет.
Все вы знаете, что если источник света перекрывается каким-то непрозрачным объектом, то этот источник мы не увидим. Более того, непрозрачный объект будет отбрасывать тень.
Это объясняется довольно просто: в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно. То есть, световые лучи являются прямыми. Конечно, свет не может сам по себе каким-то образом обогнуть препятствие.
Теперь поговорим о тени. Тень — это область пространства, в которую не попадает свет от источника.
Как мы уже сказали, достаточно просто преградить дорогу света каким-то непрозрачным объектом, и появится тень. Существуют даже, так называемые теневые театры, где все действия показываются с помощью теней.
Сзади белого экрана расположен источник света. На экран накладываются различные объекты. В результате, зритель видит тень с другой стороны экрана.
Давайте разберёмся, как образуется тень. Это легко сделать, находясь дома: достаточно в тёмной комнате посветить фонариком на мяч. Или зажечь свечу и сделать «собачку» или «птичку». Вариантов много. Но давайте остановимся на фонарике с мячиком. Итак, свет не может пройти сквозь мячик, поэтому, позади мячика образуется пространство, в которое свет не попадает. То есть, тень.
Теперь сделаем маленькое уточнение. Лампочка фонарика, в данном случае, является точечным источником света. Источник называется точечным, когда его размеры очень малы по сравнению с расстоянием до нас.
То есть, если диаметр лампочки фонарика составляет 2-3 см, а мы стоим за 5 м от фонарика, то фонарик — это точечный источник света. Точнее, не сам фонарик, а лампочка внутри фонарика. Для нас даже огромные звезды могут являться точечными источниками света из-за ещё более огромного расстояния между ними и Землей. Действительно, ведь если посмотреть на звёздное небо, то все звёзды кажутся нам совсем крошечными.
А теперь повторим наш опыт, только вместо фонарика, возьмём большую лампу. Она уже не будет точечным источником света, поскольку её размеры сравнимы с расстоянием до мячика.
В этом случае, мы будем наблюдать другую картину: на стене появятся две четко разграниченные области: тень и полутень. Полутень, как мы видим, светлее, чем тень, но тусклее, чем освещённая часть. Потому что на полутень попала только часть света. Дело в том, что лампа не является точечным источником. Она как бы делится на много точечных источников. Каждая точка испускает лучи света. В итоге, образуются три области: туда, куда попали все лучи, туда, куда вообще не попали лучи света (то есть тень) и туда, куда попала только часть лучей света. Эта область и называется полутенью. В первом случае, когда не было полутени, мы называли затемнённое пространство тенью. Во втором случае, когда мы получили полутень, иногда тень называют полной тенью.
Конечно, каждый из вас может привести сотни примеров того, когда мы сталкиваемся с образованием тени или полутени в повседневной жизни. Мы обратим внимание, на не совсем повседневные, но интересные явления. Это солнечные и лунные затмения. Итак, что же происходит при затмениях. Мы прекрасно знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Это значит, что в определённые моменты, Солнце, Луна и Земля могут находиться на одной прямой. Проходя между Солнцем и Землёй, Луна на время закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Заметим, что как Луна может находиться между Землёй и Солнцем, так и Земля может находиться между Солнцем и Луной. Итак, в случае, если Земля между Солнцем и Луной, Солнце, конечно, исполняет роль источника света, а Земля — перекрывающего объекта.
Солнце нельзя считать точечным источником по отношению к Земле, поэтому, Земля отбросит тень и полутень. Но, поскольку Луна меньше Земли, она попадёт в полную тень. То есть, Луну видно не будет. Произойдёт лунное затмение.
Теперь рассмотрим солнечные затмения, то есть, когда Луна между Солнцем и Землёй. Луна также отбросит тень и полутень на Землю.
В полной тени будет наблюдаться полное солнечное затмение (то есть Солнце вообще не будет видно с той области Земли, которая попала в полную тень). Видно будет только верхние слои атмосферы Солнца, которые часто называют короной. В областях Земли, которые попадут в полутень, будет наблюдаться частное солнечное затмение. То есть, будет видно только часть Солнца, потому что только часть света попадает в полутень. Конечно, учёные могут предсказать затмения на много лет вперёд, потому что уже очень хорошо изучили движение Земли и Луны. Это нужно, например, для того, чтобы понаблюдать за короной Солнца.
Обычно, корону разглядеть невозможно из-за слишком яркого солнечного света, а при полном солнечном затмении это удобно. Поэтому, даты и места ближайших солнечных затмений уже давно известны.
Источник