Номер 25.15, страница 120 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 25. Прямолинейное распространение света - номер 25.15, страница 120.

Условие.

25.15. Как получить тень различной длины от одной и той же палки? Проиллюстрируйте ответ рисунком.

Решение.

Длину тени от одной и той же палки можно изменять, меняя условия её освещения. Основной фактор, влияющий на длину тени — это угол, под которым световые лучи падают на предмет.

Изменение высоты источника света

Рассмотрим на примере Солнца, которое является удалённым источником света, чьи лучи можно считать параллельными. Длина тени, отбрасываемой вертикально стоящей палкой, зависит от высоты Солнца над горизонтом.
Когда Солнце находится высоко в небе (например, в полдень), его лучи падают под большим углом к поверхности земли. В этом случае тень от палки будет короткой.
Когда Солнце находится низко над горизонтом (утром или вечером), его лучи падают под малым углом. В этом случае тень будет длинной.
Математически эта зависимость выражается формулой: $L = \frac{h}{\tan(\alpha)}$, где $\text{L}$ — длина тени, $\text{h}$ — высота палки, а $\alpha$ — угол высоты источника света (Солнца) над горизонтом.

Изменение положения палки или близкого источника света

Если используется близкий источник света (например, фонарь), то длина тени будет зависеть от взаимного расположения источника, палки и экрана (поверхности). Например, можно изменять высоту источника света, перемещать его ближе или дальше, а также наклонять саму палку. Наклон палки в сторону источника света укорачивает тень, а наклон от источника — удлиняет.

Ниже приведена иллюстрация, показывающая зависимость длины тени от высоты Солнца.

На рисунке показано, что при большом угле падения солнечных лучей $α_1$ тень короткая, а при малом угле $α_2$ ($α_2 < α_1$) — тень длинная.

Ответ:

Чтобы получить тень различной длины от одной и той же палки, необходимо изменять угол падения световых лучей на неё. Этого можно достичь, изменив высоту источника света относительно палки и поверхности (например, тень от Солнца в полдень короче, чем на закате) или наклонив саму палку.