Номер 1, страница 237 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Оптические явления. Параграф 57. Преломление света. Обсудить в классе - номер 1, страница 237.

Условие.

1. Почему образуются миражи? Как явление образования миражей можно объяснить на основе закона прямолинейного распространения света?

Решение.

1. Почему образуются миражи? Как явление образования миражей можно объяснить на основе закона прямолинейного распространения света?

Миражи — это оптическое явление, которое возникает из-за искривления световых лучей в неоднородной по температуре атмосфере. Причиной искривления является изменение показателя преломления воздуха, который зависит от его плотности и температуры. В более холодных и плотных слоях воздуха показатель преломления выше, чем в теплых и разреженных.

Когда лучи света от удаленного объекта проходят через такую неоднородную среду, они изгибаются. Например, в жаркий день над раскаленной поверхностью (асфальтом или песком) образуется слой очень горячего, менее плотного воздуха, а выше располагаются более холодные и плотные слои. Световые лучи от удаленного объекта (например, неба), идущие к земле, попадают в эти нагретые слои и искривляются вверх, в сторону более плотного воздуха. В результате в глаз наблюдателя попадает луч, идущий снизу. Мозг воспринимает этот луч как пришедший по прямой и видит мнимое изображение объекта под его реальным положением — так на дороге появляется "лужа", которая на самом деле является отражением неба.

Закон прямолинейного распространения света утверждает, что свет распространяется по прямой линии только в однородной среде, то есть в среде, где показатель преломления постоянен. Атмосфера, в которой наблюдается мираж, является средой неоднородной.

Объяснить явление на основе этого закона можно, если представить неоднородную среду как совокупность множества очень тонких горизонтальных слоев, в каждом из которых воздух можно считать практически однородным. Внутри каждого такого тонкого слоя свет распространяется прямолинейно, в полном соответствии с законом. Но при переходе из одного слоя в другой, с немного отличающимся показателем преломления, свет преломляется. Сумма этих многочисленных малых преломлений на границах слоев и приводит к тому, что общая траектория луча света становится кривой.

Таким образом, явление миража не противоречит закону прямолинейного распространения света, а является следствием его применения в условиях оптически неоднородной среды. Глобальное искривление луча — это результат его локального прямолинейного движения внутри бесконечно малых однородных участков и преломления на их границах.

Ответ: Миражи образуются из-за искривления световых лучей при их прохождении через слои воздуха с разной температурой и, следовательно, разной оптической плотностью. С точки зрения закона прямолинейного распространения света, это явление объясняется тем, что закон выполняется только в однородной среде. Неоднородную атмосферу можно рассматривать как совокупность тонких однородных слоев. В каждом слое свет идет прямо, но на границе между слоями он преломляется, из-за чего общая траектория луча становится криволинейной, что и приводит к возникновению мнимого изображения.