Какое свойство лучей света они доказывают

Какое свойство лучей света они доказывают thumbnail

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: прямолинейное распространение света.

Мы приступаем к изучению оптики — науки о распространении света. Нас ждут два раздела оптики: сравнительно простая геометрическая оптика и более общая волновая оптика.

Говоря о свете, мы всегда подразумеваем видимый свет, то есть электромагнитные волны в узком частотном диапазоне, непосредственно воспринимаемые человеческим глазом. Как вы помните, длины волн видимого света находятся в промежутке от 380 до 780 нм.

С точки зрения электродинамики Максвелла распространение света ничем не отличается от распространения других электромагнитных излучений — радиоволн, инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения. В этом смысле оптика оказывается просто частью электродинамики.

Но ввиду той колоссальной роли, которую свет играет в жизни человека, оптические явления начали изучаться давным-давно. Все основные законы оптики были установлены задолго до создания электродинамики и открытия электромагнитных волн. И потому с тех давних пор оптика оформилась в самостоятельный раздел физики — со своими специфическими задачами, методами, экспериментами и приборами.

Главным природным источником света служит Солнце, и люди ставили много опытов с солнечными лучами. Отсюда в оптику вошло понятие светового луча. Впоследствии оно получило строгое определение.

Световой луч — это геометрическая линия, которая в каждой своей точке перпендикулярна волновому фронту, проходящему через эту точку. Направление светового луча совпадает с направлением распространения света.

Если данное определение осталось для вас не совсем понятным — ничего страшного: на первых порах вы можете представлять себе просто узкие пучки света наподобие солнечных лучей. Этого вполне хватит, чтобы уяснить все основные вещи и научиться решать задачи. Ну а время строгого определения придёт несколько позже — когда начнётся волновая оптика.

Законы геометрической оптики.

Геометрическая оптика изучает распространение световых лучей. Это исторически первый и наиболее простой раздел оптики. В основе геометрической оптики лежат четыре основных
закона.

1. Закон независимости световых лучей.
2. Закон прямолинейного распространения света.
3. Закон отражения света.
4. Закон преломления света.

Данные законы были установлены в результате наблюдений за световыми лучами и послужили обобщениями многочисленных опытных фактов. Они являются утверждениями, сформулированными на языке геометрии. Волновая природа света в них не затрагивается.

Законы геометрической оптики первоначально являлись постулатами. Они лишь констатировали: таким вот образом ведёт себя природа. Однако впоследствии оказалось, что законы геометрической оптики могут быть выведены из более фундаментальных законов волновой оптики.

Геометрическая оптика отлично работает, когда длина световой волны много меньше размеров объектов, присутствующих в данной физической ситуации. Можно сказать, что геометрическая оптика есть предельный случай волновой оптики при . Неудивительно поэтому, что сначала были открыты законы именно геометрической оптики: ведь размеры предметов, встречающихся нам в повседневной жизни, намного превышают длины волн видимого света.

Первый закон геометрической оптики совсем простой. Он говорит о том, что вклад каждого светового луча в суммарное освещение не зависит от наличия других лучей.

Закон независимости световых лучей.
Если световые лучи пересекаются, то они не оказывают никакого влияния друг на друга. Каждый луч освещает пространство так, как если бы других лучей вообще не было.

Закон прямолинейного распространения света также очень прост, и мы его сейчас обсудим. Законам отражения и преломления будут посвящены следующие разделы.

Закон прямолинейного распространения света. В прозрачной однородной среде световые лучи являются прямыми линиями.

Что такое «прозрачная однородная среда»? Среда называется прозрачной, если в ней может распространяться свет. Среда называется однородной, если её свойства не меняются от точки
к точке. Равномерно прогретый воздух, чистая вода, стекло без примесей — всё это примеры прозрачных и оптически однородных сред.

Таким образом, закон прямолинейного распространения света означает, что в прозрачной однородной среде понятие светового луча совпадает с понятием луча в геометрии.

Данный закон не требует каких-либо дополнительных пояснений — он хорошо вам известен. Вам неоднократно доводилось видеть прямолинейные солнечные лучи, пронизывающие облака, или тонкий прямой луч, пробивающийся в запылённой комнате через щель в окне. Находясь под водой, можно наблюдать прямые солнечные лучи, идущие сквозь воду.

При нарушении однородности среды нарушается и закон прямолинейного распространения света. Например, на границе раздела двух прозрачных сред световой луч может разделиться на два луча: отражённый и преломлённый. Если оптические свойства среды меняются от точки к точке, то ход световых лучей искривляется. В этом состоит причина миражей: слой воздуха вблизи раскалённой земной поверхности нагрет больше, чем вышележащие слои; он имеет иные оптические свойства, и его действие оказывается подобным зеркалу. Обо всём этом мы поговорим позднее.

Читайте также:  Какое свойство кристаллов зависит от направления

Геометрическая тень.

Вам хорошо известно, что различные предметы отбрасывают тень. На рис. 1 изображён точечный источник света и непрозрачный предмет — красный треугольник. На экране мы видим тень этого предмета в виде серого треугольника.

Откуда берётся тень? Дело в том, что если на пути световых лучей оказывается непрозрачный предмет, то происходит следующее.

1.Луч, идущий мимо предмета, продолжает распространяться в прежнем направлении — как если бы данного предмета вообще не было.

2. Луч, попадающий на предмет, не проникает внутрь предмета. Дальнейший ход такого луча в прежнем направлении пресекается.

Так возникает геометрическая тень, края которой чётко очерчены. Поскольку свет распространяется прямолинейно, форма геометрической тени оказывается подобной контуру предмета. Так, на рис. 1 серый треугольник подобен красному.

Граница реальной тени имеет более сложный вид: вмешивается дифракция света на краях предмета. Дифракция — это отклонение света от первоначального направления; данное явление обусловлено волновой природой света и не описывается в рамках геометрической оптики.

Какое свойство лучей света они доказывают
Рис. 1. Геометрическая тень

Мы используем файлы cookie, чтобы персонализировать контент, адаптировать и оценивать результативность рекламы, а также обеспечить безопасность. Перейдя на сайт, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.

Источник

  1. Главная
  2. Вопросы & Ответы
  3. Вопрос 6770252

Какое свойство лучей света они доказываютГость:

9 лет назад

  15    
1    

Лучший ответ:

Какое свойство лучей света они доказывают

Солнечные затмения возникает, когда луна оказывается точно между Солнцем и Землей. Лунное затмение наступает тогда, когда Луна попадает в тень Земли. О прямолинейности распространения лучей света.

10 Ноября в 20:30

Ваш ответ (не менее 20 символов):
Ваше имя (не менее 2 символов):

Какое свойство лучей света они доказывают

Лучшее из галереи:

Какое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказываютКакое свойство лучей света они доказывают

    Какое свойство лучей света они доказывают

    Другие вопросы:

    Какое свойство лучей света они доказываютГость:

    Основания трапеции относятся как 3 : 2, средняя линия трапеции равна 10 см. Найдите основания трапеции Основания трапеции относятся как 3 : 2, средняя линия трапеции равна 10 см. Найдите основания трапеции

    9 лет назад

    Смотреть ответ  

      15    
    1    

    Какое свойство лучей света они доказываютГость:

    На рисунке 120 отрезок MK — средняя линия трапеции ABCD. Найдите: а) основание AD, если BC = 24 см, MK = 30 см; На рисунке 120 отрезок MK — средняя линия трапеции ABCD.
    Найдите:
    а) основание AD, если BC = 24 см, MK = 30 см;
    б) сумму периметров четырехугольников MBCK и AMKD, если AD…

    9 лет назад

    Смотреть ответ  

      25    
    1    

    Какое свойство лучей света они доказываютГость:

    На рисунке 119 AD BC, M и K — середины отрезков AB и CD. Найдите: а) ∠MED, если ∠C = 125°, ∠BDC = 15°; На рисунке 119 AD  BC, M и K — середины отрезков AB и CD.
    Найдите:
    а) ∠MED, если ∠C = 125°, ∠BDC = 15°;
    б) ME : EK, если AD = 24 см, BC = 18 см.

    9 лет назад

    Смотреть ответ  

      25    
    1    

    Какое свойство лучей света они доказываютГость:

    На рисунке 118 ABCD — трапеция, ∠ A + ∠B + ∠C = 300°. Найдите ∠C. На рисунке 118 ABCD — трапеция, ∠ A + ∠B + ∠C = 300°. Найдите ∠C.

    9 лет назад

    Смотреть ответ  

      19    
    1    

    Какое свойство лучей света они доказываютГость:

    В трапеции ABCD основания AD = 24 см, BC = 14 см, ∠ A = 70°, ∠C = 130°. Найдите ∠B, ∠D и среднюю линию MN трапеции В трапеции ABCD основания AD = 24 см, BC = 14 см, ∠ A = 70°, ∠C = 130°. Найдите ∠B, ∠D и среднюю линию MN трапеции

    9 лет назад

    Смотреть ответ  

      8    
    1    

    Источник

    Прохождение Луны через диск солнца на большом расстоянии от Земли

    Со́лнечное затме́ние — астрономическое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Солнечное затмение возможно только в новолуние, когда сторона Луны, обращённая к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Затмения возможны, только если новолуние происходит вблизи одного из двух лунных узлов (точки пересечения видимых орбит Луны и Солнца), не далее, чем примерно в 12 градусах от одного из них.

    Описание[править | править код]

    Анимированное кольцевое затмение 3 октября 2005 года

    Читайте также:  Какими свойствами обладают воздух и вода

    Ширина тени Луны на земной поверхности не превышает 270 км, поэтому солнечное затмение наблюдается только в узкой полосе на пути тени. Поскольку Луна обращается по эллиптической орбите, расстояние между Землёй и Луной в момент затмения может быть различным, соответственно, диаметр пятна лунной тени на поверхности Земли может варьироваться в широких пределах от максимального до нуля (когда вершина конуса лунной тени не достигает поверхности Земли). Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение, при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна. Поскольку температура короны гораздо выше чем у фотосферы, она имеет блёкло-голубоватый цвет, неожиданный для тех, кто видит её первый раз, и сильно отличается от ожидаемого цвета Солнца. При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Минимальная скорость движения лунной тени по земной поверхности составляет чуть более 1 км/с. Во время полного солнечного затмения космонавты, находящиеся на орбите, могут наблюдать на поверхности Земли бегущую тень от Луны.

    Наблюдатели, находящиеся вблизи полосы полного затмения, могут видеть его как частное солнечное затмение. При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, скрывая только его часть. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды не появляются. Частное затмение может наблюдаться на расстоянии порядка двух тысяч километров от зоны полного затмения.

    Полнота солнечного затмения также выражается фазой Φ. Максимальная фаза частного затмения обычно выражается в сотых долях от единицы, где 1 — полная фаза затмения. Полная фаза может быть и больше единицы, например 1,01, если диаметр видимого лунного диска больше диаметра видимого солнечного диска. Частные фазы имеют значение меньше 1. На краю лунной полутени фаза равна 0.

    Момент, когда передний/задний край диска Луны касается края Солнца, называется касанием. Первое касание — момент, когда Луна вступает на диск Солнца (начало затмения, его частной фазы). Последнее касание (четвёртое в случае полного затмения) — это последний момент затмения, когда Луна сходит с диска Солнца. В случае полного затмения, второе касание — момент, когда передняя часть Луны, пройдя по всему Солнцу, начинает выходить с диска. Полное солнечное затмение происходит между вторым и третьим касаниями. Через 600 миллионов лет приливное ускорение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно[1].

    Астрономическая классификация солнечных затмений[править | править код]

    Схема полного солнечного затмения.

    Схема кольцеобразного солнечного затмения.

    По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным. Если затмение может наблюдаться только как частное, оно и классифицируется как частное. Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения.
    Кольцеобразное затмение происходит, когда в момент затмения Луна находится на большем удалении от Земли, чем во время полного затмения, и конус тени проходит над земной поверхностью, не достигая её. Визуально при кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, и не может скрыть его полностью. В максимальной фазе затмения Солнце закрывается Луной, но вокруг Луны видно яркое кольцо незакрытой части солнечного диска. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым, звёзды не появляются, наблюдать корону Солнца невозможно. Иногда бывает и так, что одно и то же затмение в одних частях центральной полосы видно как полное, а в других — как кольцеобразное. Такое затмение называют кольцеобразно-полным или гибридным.

    Частота солнечных затмений[править | править код]

    В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные.
    В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные[2]. В определённой точке земной поверхности затмения в большой фазе происходят достаточно редко, ещё реже наблюдаются полные солнечные затмения. Так, на территории Москвы с XI по XVIII век можно было наблюдать 159 солнечных затмений с фазой больше 0,5, из которых всего 3 полных (11 августа 1124, 20 марта 1140 и 7 июня 1415)[3]. Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года, а кольцеобразное — 13 июля 2075 года. В то же время в районе г. Горно-Алтайска за период с 1952 по 2008 год наблюдалось целых три полных солнечных затмения: 25 февраля 1952 года, 29 марта 2006 года и 1 августа 2008. Примечательно, что интервал между двумя последними затмениями составил всего около 2,5 года.

    Читайте также:  Какими свойствами мембраны можно объяснить ее участие в эндоцитозе

    Упоминание затмений в исторических документах[править | править код]

    Солнечные затмения часто упоминаются в античных источниках. Ещё большее число датированных описаний содержится в западно-европейских средневековых хрониках и анналах. Например, солнечное затмение упомянуто в Анналах св. Максимина Трирского: «538 г. 16 февраля, с первого до третьего часа было солнечное затмение»[4]. Большое число описаний солнечных затмений с древнейших времён содержится также в хрониках Восточной Азии, прежде всего в Династийных историях Китая, в арабских хрониках и русских летописях.

    Многочисленные отображения солнечного затмения на земле в тени листвы деревьев, получившиеся ввиду эффекта камеры-обскуры, создаваемого светом, проходящим через маленькие зазоры между листьями.

    Упоминания солнечных затмений в исторических источниках даёт обычно возможность независимой проверки или уточнения хронологической привязки описанных в них событий. Если затмение описано в источнике недостаточно подробно, без указания места наблюдения, календарной даты, времени и фазы, такая идентификация зачастую неоднозначна. В таких случаях при игнорировании временной привязки источника на всём историческом интервале зачастую можно подобрать несколько возможных «кандидатов» на роль исторического затмения, чем активно пользуются некоторые авторы псевдоисторических теорий.

    Явления во время Солнечного затмения[править | править код]

    • Теневые волны
    • Чётки Бейли
    • Бриллиантовое кольцо
    • Серповидные тени (Камера-обскура)[5]
    • Понижение температуры атмосферы

    Также солнечное затмение, особенно полное или в большой фазе, оказывает влияние на животных и птиц. Животные проявляют беспокойство, птицы начинают укладываться спать. Надо отметить, что постепенное снижение освещенности во время солнечного затмения, когда солнце высоко над горизонтом, значительно отличается от обычных сумерек: снижение освещенности происходит без смещения спектра света в красный диапазон (как при закате), до самого последнего момента цвет освещения не меняется, меняется только его интенсивность. Некоторое представление об этом можно получить, рассматривая ландшафт через сильно затонированное нейтрально-чёрной плёнкой стекло автомобиля.

    Открытия, сделанные благодаря солнечным затмениям[править | править код]

    Полные солнечные затмения позволяют наблюдать корону и ближайшие окрестности Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено (хотя с 1996 года астрономы получили возможность постоянно обозревать окрестности нашей звезды благодаря работе спутника SOHO (англ. Solar and Heliospheric Observatory — солнечная и гелиосферная обсерватория).

    Французский учёный Пьер Жансен во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента (правда, как потом выяснилось, этот спектр можно было получить и не дожидаясь солнечного затмения, что и сделал двумя месяцами позже английский астроном Норман Локьер). Этот элемент назвали в честь Солнца — гелием.

    В 1882 году, 17 мая, во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца. Она получила название Кометы затмения, хотя у неё есть ещё одно название — комета Тевфика (в честь хедива Египта того времени).

    См. также[править | править код]

    • Лунное затмение
    • Прохождение Венеры по диску Солнца
    • Сарос
    • Солнечные затмения XIX века
    • Солнечные затмения XX века
    • Солнечные затмения XXI века
    • Список солнечных затмений (англ.)
    • Чётки Бейли
    • Чёрный день

    Примечания[править | править код]

    Литература[править | править код]

    • Солнечные затмения и их наблюдения / Составители В. А. Бронштэн, Е. Я. Богуславская, Н. Я. Богуславская и другие; под редакцией А. А. Михайлова; Всесоюзное астрономо-геодезическое общество. — М.: Физматгиз, 1960. — 238 с.
    • Эдвард Кононович, Вячеслав Хондырев. Звезда в короне (рус.) // Вокруг света. — Молодая гвардия, 2008. — № 3. — С. 22—29.
    • Mark Littmann, Fred Espenak, Ken Willcox. Totality. Eclipses of the Sun (англ.). — 3rd Edition. — Oxford University Press, 2008. — ISBN 978-0-19-953209-4.

    Ссылки[править | править код]

    • Композиционная фотография полного солнечного затмения
    • Исторические изображения солнечной короны во время солнечных затмений
    • История наблюдения полных солнечных затмений в ГАИШ МГУ

    Источник