Номер 25.13, страница 119 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 25. Прямолинейное распространение света - номер 25.13, страница 119.

Условие.

25.13. Может ли один и тот же источник света рассматриваться в одном случае как точечный, а в другом — как протяженный? В качестве доказательства вашего ответа приведите пример.

Решение.

Да, один и тот же источник света может рассматриваться и как точечный, и как протяженный. Каким считать источник — точечным или протяженным — зависит от условий конкретной задачи, а именно от соотношения между линейными размерами источника ($\text{d}$) и расстоянием от него до освещаемого объекта или наблюдателя ($\text{L}$).

Источник света считается точечным, если его размерами в данных условиях можно пренебречь. Это возможно, когда расстояние до источника многократно превышает его собственные размеры, то есть выполняется условие $d \ll L$. В этом случае можно считать, что все лучи света исходят из одной точки, что упрощает анализ явлений (например, образование тени без полутени).

Тот же самый источник необходимо рассматривать как протяженный, если его размеры сопоставимы с расстоянием до объекта, или если его размеры влияют на наблюдаемое явление. Протяженный источник света при образовании тени от непрозрачного предмета создает область полной тени и область полутени.

В качестве доказательства приведем пример:

Рассмотрим наше Солнце.

1. Солнце как протяженный источник. Для наблюдателя на Земле Солнце является протяженным источником. Мы видим его не как точку, а как диск. Именно потому, что Солнце имеет значительные угловые размеры (около 0,5°), тени от предметов на поверхности Земли имеют размытые края — полутень. Существование полутени является прямым следствием того, что источник света является протяженным.

2. Солнце как точечный источник. Если наблюдать Солнце из другой звездной системы, например, с расстояния в несколько световых лет, оно будет выглядеть как одна из многих звезд на небе — яркая точка без видимых размеров. На таком огромном расстоянии диаметр Солнца (около 1,4 млн км) становится пренебрежимо мал по сравнению с расстоянием до наблюдателя. В этом случае для расчетов его можно и нужно считать точечным источником света.

Таким образом, один и тот же объект — Солнце — в зависимости от условий наблюдения (в данном случае, от расстояния) может рассматриваться и как протяженный, и как точечный источник света.

Ответ: Да, может. Например, Солнце для земного наблюдателя является протяженным источником света (поскольку создает тень и полутень), а для наблюдателя, находящегося на расстоянии в несколько световых лет, оно будет являться точечным источником.