Номер 65.14, страница 224 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 65. Распространение света. Глава 9. Оптические явления - номер 65.14, страница 224.

$65.14^\circ [1510^\circ]$

Если вилку расположить вертикально параллельно пламени свечи (рис. IX-9), то тень от зубьев воспроизводит на экране их чёткое очертание. Если вилку повернуть на $90^\circ$, т. е. расположить перпендикулярно пламени свечи, то тень на экране получается размытой. Почему?

Рис. IX-9

Данное явление объясняется тем, что пламя свечи является не точечным, а протяженным источником света, вытянутым по вертикали. Тень от предмета, освещенного протяженным источником, состоит из области полной тени и области полутени. Именно полутень создает размытость контуров. Размер и форма полутени зависят от размеров, формы и ориентации источника света относительно самого предмета.

Когда вилка расположена вертикально (параллельно пламени)
В этом положении зубья вилки ориентированы так же, как и вытянутое пламя свечи — вертикально. В поперечном (горизонтальном) направлении пламя очень узкое, поэтому оно ведет себя почти как точечный источник света. Это приводит к образованию очень узкой полутени по бокам от зубьев. В результате мы видим резкие, четкие границы тени и можем различить каждый зубец. Вертикальная протяженность пламени создает размытие тени вдоль зубьев, но это лишь немного удлиняет тень и не влияет на ее поперечную четкость.

Когда вилка расположена горизонтально (перпендикулярно пламени)
При повороте вилки на 90° ее зубья располагаются перпендикулярно вертикальному пламени. Теперь каждая точка горизонтального зубца отбрасывает на экран множество теней — по одной от каждой точки пламени по всей его высоте. Верхняя точка пламени отбрасывает тень ниже, а нижняя точка пламени — выше. В результате все эти тени накладываются друг на друга с вертикальным смещением, создавая широкую и размытую полутень в вертикальном направлении. Тени от отдельных близко расположенных зубцов сливаются в одно нечеткое пятно, и их очертания становятся неразличимыми.

Ответ: Размытость тени во втором случае вызвана тем, что пламя свечи — это протяженный вертикальный источник света. Когда зубья вилки расположены горизонтально, перпендикулярно пламени, каждая точка пламени создает свою тень, смещенную по вертикали относительно других. Наложение этих смещенных теней приводит к образованию широкой вертикальной полутени, из-за чего общая тень становится размытой. Когда вилка и пламя параллельны, размер источника света в поперечном направлении мал, что обеспечивает четкость тени.