Номер 1, страница 103 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

1. Сформулируйте закон прямолинейного распространения света.

1. Решение:

Закон прямолинейного распространения света — это один из основных законов геометрической оптики. Его формулировка следующая: в оптически однородной прозрачной среде свет распространяется по прямым линиям (прямолинейно).

Разберем ключевые понятия этой формулировки:

1. Световой луч — это линия, вдоль которой переносится световая энергия. В геометрической оптике свет представляют в виде совокупности световых лучей. Закон утверждает, что эти лучи являются прямыми.

2. Оптически однородная среда — это среда, физические свойства которой (в частности, показатель преломления) одинаковы во всех её точках и не зависят от направления. Примерами могут служить вакуум, чистая вода при постоянной температуре или однородный кристалл. Если среда неоднородна (например, воздух с разной температурой на разной высоте), световые лучи в ней искривляются, что приводит к явлениям вроде миражей.

Закон прямолинейного распространения света подтверждается множеством явлений и находит практическое применение:

• Образование тени и полутени. Когда непрозрачный предмет освещается источником света, за ним образуется область, куда свет не попадает, — тень. Чёткие границы тени от точечного источника подтверждают, что свет распространяется прямолинейно. Если источник протяженный, образуется тень и полутень, геометрия которых также объясняется этим законом.

• Солнечные и лунные затмения. Эти астрономические явления являются масштабной демонстрацией закона: Луна, проходя между Солнцем и Землёй, отбрасывает тень на Землю (солнечное затмение), или Земля отбрасывает тень на Луну (лунное затмение).

• Камера-обскура. Простейший фотоаппарат, в котором изображение получается за счёт того, что лучи света от объекта, проходя через маленькое отверстие, попадают на экран, формируя перевёрнутое изображение. Путь каждого луча от объекта до экрана — прямая линия.

Важно отметить, что закон прямолинейного распространения света является приближенным. Он справедлив в тех случаях, когда можно пренебречь волновыми свойствами света. Если свет проходит через очень малые отверстия или огибает препятствия, размеры которых сравнимы с длиной волны света ($d \approx \lambda$), наблюдается явление дифракции — отклонение от прямолинейного распространения. В таких случаях для описания поведения света необходимо применять волновую оптику.

Ответ: Закон прямолинейного распространения света утверждает, что в оптически однородной и прозрачной среде свет от источника распространяется вдоль прямых линий.