Номер 25.19, страница 121 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 25. Прямолинейное распространение света - номер 25.19, страница 121.

Условие.

25.19. Мяч освещается двумя источниками, как показано на рис. 115. Нарисуйте области тени и полутени.

Рис. 115

Решение.

Для определения областей тени и полутени на экране Э, отбрасываемых мячом от двух источников света (1 и 2), необходимо использовать закон прямолинейного распространения света, согласно которому свет в однородной среде распространяется по прямым линиям.

Решение

Построение областей тени и полутени выполняется следующим образом:

1. Сначала построим тень от источника 1. Для этого проведем два луча из центра источника 1, которые касаются мяча сверху и снизу. Продолжим эти лучи до экрана Э. Область на экране между точками пересечения этих лучей будет являться тенью от источника 1. Обозначим эту область $Т_1$.

2. Аналогично построим тень от источника 2. Проведем две прямые из центра источника 2, касательные к мячу, до их пересечения с экраном. Эти лучи определят границы тени от источника 2. Обозначим эту область $Т_2$.

3. Источник света 2 находится ближе к мячу, чем источник 1. Из-за этого тень $Т_2$, отбрасываемая на экран, будет по размеру больше, чем тень $Т_1$.

4. Полная тень — это область на экране, в которую не попадает свет ни от одного из источников. Эта область является пересечением ($Т_1 \cap Т_2$) индивидуальных теней от каждого источника. Так как область $Т_1$ меньше и полностью находится внутри области $Т_2$, их пересечением будет сама область $Т_1$.

5. Полутень — это область на экране, освещенная только одним из двух источников (в данном случае — более далёким источником 1), но затененная от другого (более близкого источника 2). Эта область представляет собой ту часть большей тени $Т_2$, которая не перекрывается меньшей тенью $Т_1$. Таким образом, полутень будет состоять из двух областей: одна расположена над областью полной тени, а другая — под ней.

Графическое построение этих областей показано на рисунке ниже.

На рисунке лучи от источника 1 показаны красным цветом, а от источника 2 — синим. На экране Э область полной тени отмечена тёмно-серым цветом, а области полутени — светло-серым.

Ответ: Область полной тени на экране образуется в месте пересечения теней от обоих источников. Поскольку источник 2 расположен ближе к мячу, отбрасываемая им тень больше по размеру и полностью накрывает тень от источника 1. Таким образом, полная тень на экране совпадает с тенью от источника 1. Области полутени располагаются сверху и снизу от полной тени — в тех местах, где экран затенён от источника 2, но освещается источником 1.