Номер 25.20, страница 121 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 25. Прямолинейное распространение света - номер 25.20, страница 121.

Условие.

25.20. Мяч освещается двумя источниками, как показано на рис. 116. Нарисуйте области тени и полутени.

Рис. 116

Решение.

Для решения задачи необходимо определить области на экране, куда не попадает свет от одного или от обоих источников. Область, куда не попадает свет ни от одного источника, называется тенью (или полной тенью). Область, куда не попадает свет от одного источника, но попадает от другого, называется полутенью.

Построение областей тени и полутени выполняется с использованием закона прямолинейного распространения света. Для каждого источника света нужно построить его собственную тень от мяча на экране.

Решение

1. Сначала построим тень от мяча, создаваемую источником $A_1$. Для этого проведём из точки $A_1$ две касательные прямые к мячу (сверху и снизу в плоскости рисунка). Точки, в которых эти прямые пересекут экран Э, определят границы тени от источника $A_1$. Область на экране между этими точками не будет освещена источником $A_1$.

2. Аналогично построим тень от источника $A_2$. Проведём из точки $A_2$ две касательные прямые к мячу и найдём их пересечение с экраном Э. Это определит границы тени от источника $A_2$.

3. Теперь проанализируем освещённость экрана:

• Область экрана, которая находится в тени от обоих источников одновременно (то есть, область пересечения двух теней), является полной тенью.
• Области экрана, которые находятся в тени только от одного из источников, являются полутенью.
• Остальные части экрана, освещённые обоими источниками, являются полностью освещёнными.

Выполним геометрическое построение, как показано на рисунке ниже.

Как видно из построения, тень от источника $A_1$ (ограничена синими пунктирными линиями) и тень от источника $A_2$ (ограничена красными пунктирными линиями) падают на разные участки экрана и не пересекаются. Это означает, что на экране нет области, которая была бы затенена от обоих источников одновременно.

Следовательно, в данной задаче область полной тени отсутствует. Вместо этого образуются две отдельные области полутени. Верхняя область полутени освещается только источником $A_1$, а нижняя — только источником $A_2$. Область экрана между ними, а также области выше и ниже полутеней, освещаются обоими источниками.

Ответ: На экране образуются две раздельные области полутени. Область полной тени отсутствует. Расположение областей полутени показано на рисунке выше серым цветом.