Версия 08:28, 23 октября 2012

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>>Закон прямолинейного распространения света

• Когда  вы  играете  в  прятки  или  пускаете  «солнечных  зайчиков», то,  не подозревая того,  пользуетесь  законом  прямолинейного распространения  света. Выясним,  в  чем  заключается  этот  закон  и  какие явления он  объясняет.

1. Учимся различать пучок свата и сватовой луч

Для наблюдения  световых  пучков  нам не нужно  никакого  специаль­ного оборудования  (рис.  3.12).

Достаточно,  например,  неплотно  сдвинуть  в  комнате  шторы  в  ясный солнечный день,  открыть дверь из  освещенной комнаты  в  темный коридор, или  включить  в  темноте  фонарик. 

Рис. 3. 12. В пасмурные дни сквозь разрывы туч пробиваются пучки солнечного света

Пучки  света  в  первом  случае  проходят в  комнату  сквозь  щель  между  шторами,  во  втором  —  падают  на  пол  че­рез  дверной  проем;  в  последнем  случае  свет  от  лампочки  в  определенном направлении  направляется  рефлектором  фонарика.  Пучки  света  в  каждом из  этих  случаев  образовывают  яркие  световые  пятна  на  освещаемых  ими предметах.

В  реальной жизни  мы имеем  дело  только  с  пучками  света,  хотя,  согла­ситесь,  нам привычнее говорить: луч солнца,  луч прожектора,  зеленый луч и т.  п.

На самом деле,  с точки зрения физики,  правильно было бы говорить: пу­чок солнечных лучей, пучок зеленых лучей и т. д. А вот для схематического изображения  световых пучков используют  световые лучи  (рис.  3.13).

• Световой  луч  —   это  линия,  указывающая  направление  распространения  све­тового  пучка.
  

Рис. 3. 13.  Схематическое изображение световых пучков с помощью световых лучей: а —  парал­лельный световой пучок; б —  расходящийся световой пучок; в —  сходящийся световой пучок

Рис. 3.14. Опыт, демонстрирующий прямолинейное распространение света

Итак,  вы  теперь  знаете,  что,  когда  дальше  в  тексте  будут  встречаться фразы  наподобие  «луч  света  падает»,  «преломление  луча»  и  т.  п.,  следует иметь  в  виду,  что  речь  идет  о  пучке  света,  направление  которого  задано этим лучом.

2. Убеждаемся в прямолинейности распространения света

Проведем  опыт.  Расположим  последова­тельно источник света, несколько листов картона с  круглыми  отверстиями  (диаметром  приблизи­тельно 5 мм)  и  экран.  Разместим листы картона таким образом, чтобы на экране появилось свето­вое пятно  (рис.  3.14).  Если  теперь  взять,  напри­мер,  спицу  и  протянуть  ее  сквозь  отверстия,  то спица легко  пройдет  сквозь них,  т.  е.  окажется, что отверстия расположены на одной прямой.

Этот  опыт  демонстрирует  собой  закон  пря­молинейного распространения  света,  установ­ленный  в  глубокой  древности.  О  нем  свыше 2500  лет  тому  писал  древнегреческий  ученый Эвклид.  Кстати,  в  геометрии  понятия  луча и прямой линии возникли на основе представ­ления  о  световых лучах.

Закон  прямолинейного  распространения света:  в  прозрачной  однородной  среде  свет рас­пространяется  прямолинейно.

Рис. 3.15. Принцип действия сол­нечных часов базируется на том, что тень от вертикально распо­ложенного объекта, освещенного солнцем, изменяет свою длину и расположение в течение дня

Рис. 3.16  Образование полной тени O₁  от предмета О, освещенного точечным источником света S

3.  Выясняем, что такое полная тень и полутень

Прямолинейностью  распространения  света  можно  объяснить  тот факт,  что любое непрозрачное  тело,  освещенное источником  света,  отбрасы­вает тень  (рис.  3.15).

Если источник света относительно предмета является точечным,  то тень от предмета будет четкой.  В  этом  случае  говорят  о полной тени  (рис.  3.16).

• Полная  тень  —   это  та  область  пространства,  в  которую  не  попадает  свет  от источника  света.

Если  тело  освещено несколькими  точечными  источниками  света  или  про­тяженным источником,  то на экране  образуется  тень  с  нечеткими контурами. В таком  случае  создается не только полная  тень,  а еще  и полутень  (рис.  3.17).

• Полутень —  это область пространства, освещенная  некоторыми  из нескольких имеющихся  точечных источников  света  или  частью  протяженного  источника.
  

Образование  полной  тени  и  полутени  в  космических  масштабах  мы на­блюдаем во время лунного (рис. 3.18) и солнечного (рис. 3.19) затмений. В тех местах Земли, на которые упала полная  тень Луны, наблюдается полное сол­нечное затмение,  в местах полутени —  частичное  затмение Солнца.

Рис. 3.17.  Образование полной тени O1  и полутени O2  от предмета О, освещенного протяженным источником света S

Рис. 3.18  Когда Луна попадает в зону тени от Земли, наступает лунное затмение
Рис. 3.19  Если Луна оказывается между Солнцем и Землей, то полная тень и полутень от Луны падают на Землю. Наступает солнечное затмение

• Подводим итоги

В прозрачной однородной среде свет распространяется прямолинейно. Линия, указывающая направление распространения светового пучка,  назы­вается световым лучом.

В результате того, что свет распространяется прямолинейно, непрозрачные тела отбрасывают тень (полную тень и полутень). Полная тень — область про­странства, в которую не попадает свет от источника (источников) света. Полутень — это область пространства, освещенная некоторыми из нескольких име­ющихся точечных источников света или частью протяженного источника.

Во  время  солнечных  и  месячных  затмений  мы  наблюдаем  образование тени и полутени в космических масштабах.

• Контрольные вопросы

1.  Что  называют световым лучом? 

2.  В чем  заключается  закон пря­молинейного распространения света? 

3.  Какими опытами можно до­казать  прямолинейность  распространения  света? 

4.  Какие  явления подтверждают  прямолинейность распространения  света? 

5.  При  ка­ких условиях  предмет будет образовывать только полную  тень,  а при каких — полную тень и полутень? 

6.  При каких условиях возника­ют солнечные и лунные  затмения?

• Упражнения
  

1.  Во  время  солнечного  затмения  на  поверхности  Земли  образуются тень  и  полутень Луны  (рисунок  а).  Рисунки  б,  в,  г —  фотографии этого солнечного затмения,  сделанные с разных точек Земли. Какая фотография сделана в точке  I  рисунка а?  в точке 2?  в  точке 3?

2. Космонавт, находясь на Луне, наблюдает Землю. Что увидит космо­навт  в  тот  момент,  когда  на Земле  будет  полное лунное  затмение? частичное затмение Луны?

3. Как необходимо освещать операционную, чтобы тень от рук  хирур­га  не  заслоняла операционного поля?

4. Почему  самолет,  летящий  на  большой  высоте,  не  образует  тени даже в  солнечный день?

• Экспериментальные задания 

1.  На расстоянии 30—40 см от зажженной свечи или настольной лам­пы расположите экран. Между экраном и  свечой горизонтально по­местите карандаш.  Изменяя  расстояние между  карандашом  и  све­чой,  наблюдайте  изменения,  происходящие  на  экране.  Опишите и объясните  свои наблюдения.

2. Предложите способ,  как,  используя булавки,  можно проверить,  яв­ляется ли линия,  проведенная на картоне,  прямой.

3.  Встаньте  вечером  неподалеку  от  уличного  фонаря.  Внимательно рассмотрите  свою тень.  Объясните результаты  наблюдения.

• Физика и техника в Украине
  

Харьковский  национальный  университет  радио­электроники (ХНУРЭ), основанный в 1930 году, по концен­трации  научно-технического  и  научно-педагогического потенциала  в  области  радиоэлектроники,  телекоммуни­каций,  информационных  технологий  и  вычислительной техники  не имеет себе равных  в Украине и  странах СНГ.

Уникальные  научные  результаты  работы  ученых  уни­верситета  оказывали  содействие  развитию  десятков  новых  научных  направлений,  закрепив  приоритет  отечес­твенной  науки  в  ряде  важнейших  областей  народного хозяйства и оборонной  сферы. Прежде всего это  касается исследований  околоземного  пространства.  Благодаря  созданным  учеными  университета измерительным  комплексам,  не  имеющим  аналогов  в  странах  СНГ,  составлен  самый  пол­ный  в  мире  каталог  метеоритных  частиц  в  околоземном  пространстве,  осуществлена  вы­сокоточная  привязка  во  время  запуска  первого  украинского  спутника  «Сечь-1»,  построена глобальная модель  техногенных примесей  в  стратосфере и мезосфере Земли.

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.