Версия 13:17, 22 октября 2012

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>>Оптические явления в природе. Источники света

• Из  пяти  органов  чувств  больше всего  информации  об окружающеммире  дает  нам  зрение.  Однако  видеть  окружающий  мир мы  можем только  потому,  что  существует  свет. С  этого  параграфа мы  начинаем  изучение  световых,  или  оптических  (греч.  optikos  —  зритель­ный) явлений, т.  е. явлений,  непосредственно связанных  со  светом.
  

1. Наблюдаем свтовые явления

Co  световыми  явлениями  мы  встречаемся  каждый  день на  протяже­нии  всей жизни,  ведь  они  являются  частью  естественных  условий,  в  кото­рых  мы  живем.  Некоторые  из  световых  явлений  кажутся  нам  настоящим чудом  —  например,  миражи  в  пустыне,  полярные  сияния.  Тем  не  менее, согласитесь,  что  и  более  привычные  для  нас  световые  явления:  блеск  ка­пельки  росы  в  солнечных  лучах,  лунная  дорожка  на  плесе,  семицветный мост радуги после летнего дождя, молния в грозовых тучах, мерцание звезд в ночном небе — тоже являются чудом,  так как они делают мир вокруг нас замечательным,  полным волшебной  красоты и  гармонии.

2. Выясняем, что такое источники света

• Физические  тела,  атомы  и  молекулы  которых  излучают  свет,  называют  источ­никами  света.
  

Оглянитесь  вокруг,  обратитесь  к  своему  опыту  —  и  вы,  без  сомнения, назовете много источников света:  Солнце,  вспышка молнии,  огонь костра, пламя  свечи,  лампа  накаливания,  экран  телевизора,  монитор  компьютера и т.  п.  (рис.  3.1). Свет могут излучать также организмы  (некоторые морские животные,  светлячки и  др.).

Рис. 3. Некоторые источники света

В  ясную  лунную  ночь  мы  можем  доволь­но  хорошо  видеть  предметы,  освещенные  лун­ным  сиянием. 

Однако  Луну  нельзя  считать источником  света:  Луна  свет  не  излучает,  она только  отражает  свет,  идущий  от Солнца.  Так же  нельзя  назвать  источником  света  зеркало, с помощью  которого вы  посылаете  «солнечный
зайчик»  в  окно  вашего друга.

3. Различаем естественные и искусственные источники света

В  зависимости  от  происхождения  раз­личают  естественные  и  искусственные  (со­зданные человеком) источники  света.

К  естественным  источникам  света  отно­сятся,  например,  Солнце  и  звезды,  раскален­ная  лава  и  полярные  сияния,  некоторые  све­тящиеся  объекты  среди животных  и растений: глубоководная каракатица,  радиолярия,  светя­щиеся  бактерии  и  т.  п.  Так,  в  теплую  летнюю ночь в лесной  траве можно увидеть яркие  пят­нышки  света —  светлячков.

Естественные источники не могут полностью удовлетворить все возрастающую потребность че­ловека  в  свете.  И  потому  еще  в  древности  люди начали  создавать искусственные источники  све­та.  Сначала  это  были  костер  и  лучина,  позднее появились  свечи,  масляные  и  керосиновые  лам­пы.  В  конце XIX века была изобретена  электри­ческая лампа. Сегодня различные виды электри­ческих ламп  используют повсюду  (рис.  3.2—3.4).

В  помещениях  мы  обычно  используем лампы  накаливания.  К  сожалению,  они  недо­статочно  экономны:  в  таких  лампах  большая часть  электрической  энергии  расходуется  на нагревание  самой  лампы  и  окружающего  воз­духа  и  только  3—4  %  энергии  превращается в  световую.  В  последние  годы,  однако,  появи­лись  новые,  в  несколько  раз  более  экономные конструкции  электрических ламп.

Большие  помещения  (супермаркеты,  цеха предприятий  и  т.  п.)  освещаются источниками света в виде длинных  трубок — лампами днев­ного  света.  Для  разноцветной  иллюминации, которой  ночью  подсвечены  некоторые  дома, торговые центры и  т.  п.,  используют неоновые, криптоновые  и другие лампы.

Рис. 3.2  Для освещения стадио­нов используют дуговые лампы

Рис. 3.3. Мощными источниками искусственного света являются галогенные лампы в фарах совре­менного автомобиля

Рис. 3.4.Сигналы современных светофоров хорошо видны даже тогда, когда солнце светит ярко. В таких светофорах лампы нака­ливания заменены светодиодами

4. Знакомимся с тепловыми и люминесцентными источниками света

В зависимости от температуры источников света их разделяют на тепловые и люминесцентные.

Солнце  и  звезды,  раскаленная  лава  и лампа накаливания,  пламя  кост­ра,  свечи,  газовые  горелки и т.  п. —  все это примеры тепловых источников света:  они  излучают  свет  благодаря  тому,  что  имеют  высокую  собственную температуру  (рис.  3.5).

Люминесцентные  источники  света  отличаются  от  тепловых  тем,  что для их свечения не нужна высокая температура:  световое излучение может быть довольно интенсивным, а источник при этом остается относительно хо­лодным.

Примерами  люминесцентных  источников  является  экран  телевизора, монитор  компьютера,  лампы дневного  света,  указатели  и дорожные  знаки, покрытые люминесцентной краской,  световые индикаторы,  некоторые организмы,  а также полярные  сияния.

5.  Узнаем о точечных и протяженных источниках света

В зависимости от  соотношения размера  источника света и расстояния от  него до приемника  света различают  точечные и протяженные ис­точники света.

Рис. 1.5. Температура некоторых тепловых источников света

Источник света считается точечным, если его размер относительно невелик по сравнению с расстоянием от  него до  приемника  света.

В  противоположном  случае  источник  счи­тается протяженным.

Таким  образом,  один  и  тот  же  источник света  в  зависимости  от  условий  может  счи­таться как  протяженным, так и  точечным.

Так, когда мы находимся в кухне,  то лампа дневного  света  (трубка длиной  0,5—I  м),  кото­рая  ее  освещает,  является  для  нас  протяжен­ным источником  света.  Если же мы  попробуем посмотреть  на  ту  же  лампу  снаружи  (напри­мер,  из  скверика напротив  дома,  с  расстояния 100—150 м от источника света),  то лампа будет
представлять  собой  точечный источник.

Таким  образом,  к  точечным  источникам света  можно  отнести  даже  огромные  звезды, которые по размеру намного больше, чем Солн­це, —  в  том  случае,  если  наблюдать  их  с  Зем­ли,  с расстояния,  которое в миллионы раз пре­вышает размеры  этих  звезд.

6.  Характер изуем приемники света

Вы,  наверное,  уже  догадались,  что  уст­ройства,  с  помощью  которых  можно  обнару­жить  световое  излучение,  называют  прием­никами света  (рис.  3.6).

Естественными  приемниками  света  явля­ются глаза живых  существ.

Получая  с  помощью  этих  приемников  ин­формацию,  организм  определенным  образом реагирует  на  изменения  в  окружающей  среде.

Так, войдя из темноты в ярко освещенную ком­нату,  мы,  конечно,  зажмурим  глаза,  а  увидев ночью  свет фар  автомобиля  поблизости,  обяза­тельно остановимся  возле дороги.

Аналогичную  глазам  функцию  выполняют искусственные  приемники  света.  Так,  фото­электрическими приемниками света — фотодио­дами — оборудованы, например, турникеты для прохождения  пассажиров  в метро,  на вокзалах и  т.  п.  Искусственные  фотохимические  прием­ники —  это  фото-  и  кинопленка,  фотобумага.

Предлагаем  вам  самим  ответить  на  вопрос о  пользе  таких  фотохимических  приемников.

Рис. 1.6. Приемники света

• Подводим итоги
  

Физические тела,  атомы и молекулы которых излучают свет,  называ­ют источниками  света.

Источники  света  бывают:  тепловые  и  люминесцентные;  естественные и  искусственные;  точечные  и протяженные. Например,  полярное  сияние — естественный,  протяженный  для  наблюдателя  на  Земле,  люминесцентный источник  света.

Устройства,  с помощью которых можно обнаружить световое излучение, называют приемниками света. Органы  зрения живых существ —  естествен­ные приемники  света.

• Контрольные вопросы

1.  Какую роль играет  свет  в жизни человека? 

2.  Что называют источ­никами  света?  Приведите  примеры  источников  света. 

3. Является ли Луна источником света? 

4.  На рисунке  изображены различные  источ­ники света. Какие из них вы отнесли бы к люминесцентным? тепловым?

5. Приведите примеры естественных и искусственных источников света.

6. Какие искусственные источники света встречаются чаще всего? При­ведите примеры использования этих источников в повседневной жизни, в технике. 

7.  При каких условиях источник  света считают  точечным? протяженным? 

8. Какие устройства называют приемниками света?

• Упражнения

1.  В  каких  из  указанных  случаев  Солнце  можно  считать  точечным источником света?

а) Наблюдение  солнечного  затмения;
б) измерение высоты  солнца над  землей;
в) наблюдение Солнца из космического корабля, летящего за преде­лами Солнечной  системы;
г)  определение времени  с  помощью  солнечных часов.

2. В  каждом из  приведенных  перечней  определите лишнее  слово или словосочетание. Объясните свой  выбор.

а) Пламя свечи,  Солнце,  звезды,  Земля,  пламя  костра;
б) экран  включенного  компьютера,  молния,  лампа  накаливания, пламя  свечи;
в) лампа дневного  света,  пламя  газовой  горелки,  дорожные  знаки, светлячки.

3. Одной из единиц длины, применяемых в астрономии, является свето­вой  год.  Один  световой  год равняется  расстоянию,  которое  проходит свет  в вакууме  за один год.  Сколько метров составляет  световой год, если скорость света в вакууме приблизительно равна 300 000км/с?

4. За какое приблизительно время свет проходит расстояние  от Солн­ца  до  Земли,  равное  150 000 000  км?  (Скорость  света  в  вакууме приблизительно равна 300 000  км/с.)

• Физика  и  техника  в  Украине

Выдающийся физик Игорь Евгеньевич Тамм  (1895— 1971)  начинал свою  научную  деятельность  в  Крымском  университете  и  в  Одесском  политехническом институте. Наиболее известное достижение академика  И.  Е. Тамма —   теоретическое объяснение  так  называемого  эффекта  Черенкова. Эффект Черенкова —  это слабое  голубое свечение, издаваемое  полупрозрачной  средой  при  прохождении  сквозь  нее  радиоактивного  излучения.  Теория  Тамма  лежит  в  основе  работы  детекторов быстрых заряженных частиц  (черенковских счетчиков). За эти исследования  И.  Е. Тамм  получил  в  1958  году Нобелевскую  премию по физике (совместно с И. М. Франко и  П. О. Черенковым).

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.