Задания, страница 233 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Задания

1. Приведите два примера использования прямолинейного распространения света

2. Изобразите ход лучей в приведенных примерах, укажите область тени, полутени.

1. Приведите два примера использования прямолинейного распространения света

Закон прямолинейного распространения света гласит, что в однородной прозрачной среде свет распространяется по прямым линиям. Этот фундаментальный принцип лежит в основе многих наблюдаемых явлений и находит применение в различных устройствах.

Пример 1: Образование тени и полутени.

Когда на пути световых лучей встречается непрозрачный предмет, за ним образуется область, куда свет не попадает — тень. Форма и размеры тени определяются взаимным расположением источника света, предмета и экрана. Если бы свет не распространялся прямолинейно, четких теней бы не существовало. Это явление мы наблюдаем каждый день: тень от деревьев, зданий, человека в солнечный день. Понимание этого принципа используется, например, при расчете и объяснении солнечных и лунных затмений, а также в таких устройствах, как солнечные часы, где положение тени указывает на время.

Пример 2: Камера-обскура.

Камера-обскура (в переводе с латыни «темная комната») — это простейшее оптическое устройство, позволяющее получать изображения объектов. Она представляет собой светонепроницаемый ящик с небольшим отверстием в одной из стенок. Лучи света, отраженные от объекта, проходят через это отверстие и создают на противоположной стенке (экране) перевернутое действительное изображение. Каждый луч от определенной точки объекта проходит через отверстие по прямой и попадает в соответствующую точку на экране. Этот принцип является прямой демонстрацией закона прямолинейного распространения света и лежит в основе работы всех современных фотоаппаратов.

Ответ: 1. Образование тени и полутени от непрозрачных предметов, что используется, например, в солнечных часах и для объяснения затмений. 2. Получение изображений с помощью камеры-обскуры, что является основой фотографии.

2. Изобразите ход лучей в приведенных примерах, укажите область тени, полутени.

Поскольку изобразить графически ход лучей в текстовом формате невозможно, приведем словесное описание схем с указанием областей тени и полутени.

Пример 1: Образование тени и полутени

а) Источник света — точечный.

Представим точечный источник света S, непрозрачный предмет (например, шар) и экран, расположенный за предметом. От источника S проведем два луча, которые касаются предмета сверху и снизу. Эти лучи, продолжаясь в пространстве за предметом, очерчивают на экране область, в которую свет от источника S не проникает. Эта область является полной тенью (или просто тенью). В данном случае область полутени отсутствует, так как источник является точкой, и для любой точки в тени он полностью закрыт предметом.

б) Источник света — протяженный.

Представим протяженный источник света (например, светящийся диск), непрозрачный предмет (шар) и экран. Теперь образование тени усложняется.

• Область полной тени (тень): Это область на экране, в которую не попадает свет ни от одной из точек протяженного источника. Чтобы построить ее границы, нужно провести лучи от краев источника света, которые перекрещиваются за предметом. Например, луч от верхнего края источника касается верхнего края предмета, а луч от нижнего края источника — нижнего края предмета. Область между точками падения этих лучей на экран и будет полной тенью.

• Область полутени: Это область на экране, куда попадает свет только от части источника. Она окружает область полной тени. Чтобы построить ее внешние границы, нужно провести лучи от краев источника, которые не перекрещиваются. Например, луч от верхнего края источника касается нижнего края предмета, а луч от нижнего края источника — верхнего края предмета. Область между границей полной тени и внешней границей, очерченной этими лучами, и является полутенью. В этой области освещенность плавно меняется от полной темноты на границе с тенью до полной освещенности на внешней границе.

Пример 2: Камера-обскура

Представим объект (например, вертикальную стрелку), расположенный перед камерой-обскурой. Камера — это ящик, на передней стенке которого есть малое отверстие, а задняя стенка является экраном.

1. Проведем прямой луч от самой верхней точки стрелки через центр отверстия. Согласно закону прямолинейного распространения, этот луч дойдет до экрана и попадет в его нижнюю часть. 2. Проведем прямой луч от самой нижней точки стрелки через центр отверстия. Этот луч попадет в верхнюю часть экрана. 3. Аналогично, лучи от всех остальных точек объекта, пройдя через отверстие, попадут на экран. В результате на экране образуется изображение стрелки. Это изображение будет перевернутым (верх и низ объекта поменялись местами) и действительным (оно образовано самими лучами).

Понятие тени и полутени здесь проявляется в качестве изображения. Если отверстие камеры-обскуры не точечное, а имеет конечный, пусть и малый, размер, то каждая точка объекта создаст на экране не точку, а небольшое световое пятно (подобно области полутени от очень маленького объекта). Наложение этих пятен друг на друга делает изображение более ярким, но менее четким (размытым). Уменьшение отверстия делает изображение более резким, но тусклым.

Ответ: Ход лучей описан для случаев образования тени от точечного и протяженного источников света, с выделением областей тени и полутени. Также описан ход лучей в камере-обскуре, приводящий к формированию перевернутого изображения, и объяснена связь размера отверстия с резкостью изображения через аналогию с полутенью.