Номер 1, страница 82, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 83. Преломление света. Повторим изученное - номер 1, страница 82.

Условие.

• Закон прямолинейного распространения света.

Решение.

Закон прямолинейного распространения света.

Закон прямолинейного распространения света является одним из фундаментальных принципов геометрической оптики. Его формулировка гласит: в оптически однородной среде свет распространяется по прямым линиям.

Оптически однородной средой называют такую среду, физические свойства которой, в частности показатель преломления, одинаковы во всех её точках. Примерами таких сред являются вакуум, чистый воздух при постоянной температуре, дистиллированная вода или однородный кусок стекла.

Прямая линия, вдоль которой переносится световая энергия, в геометрической оптике называется световым лучом. Важно понимать, что световой луч — это удобная геометрическая абстракция, которая применима, когда размеры препятствий и отверстий на пути света значительно превышают длину световой волны. В этом случае волновыми свойствами света можно пренебречь.

Проявления и следствия закона:

1. Образование тени и полутени. Когда на пути света от источника располагается непрозрачный предмет, за ним образуется область пространства, куда свет не проникает — тень. Если источник света не точечный, а имеет некоторые размеры (протяженный источник), то вокруг области полной тени, куда не попадает свет ни от одной точки источника, образуется область полутени — туда свет попадает от части источника. Четкие границы тени и полутени являются прямым следствием того, что свет распространяется прямолинейно.

2. Солнечные и лунные затмения. Эти астрономические явления представляют собой масштабную демонстрацию закона. Солнечное затмение происходит, когда Луна оказывается между Солнцем и Землей, и тень от Луны падает на поверхность Земли. Лунное затмение наблюдается, когда Луна попадает в конус тени, отбрасываемой Землей.

3. Камера-обскура. Это простейшее оптическое устройство, представляющее собой светонепроницаемый ящик с малым отверстием. Лучи света от внешних объектов, проходя через это отверстие, создают на противоположной стенке ящика перевернутое изображение. Формирование такого изображения возможно только благодаря прямолинейному распространению лучей света от каждой точки объекта.

Границы применимости закона:

Закон прямолинейного распространения света является приближенным и имеет свои границы применимости. Он нарушается в оптически неоднородных средах, где показатель преломления меняется от точки к точке. В таких средах световые лучи искривляются (например, явление миражей в пустыне, где свет искривляется в нагретых слоях воздуха разной плотности). Также закон перестает работать, когда свет проходит через очень малые отверстия или огибает препятствия, размеры которых сравнимы с длиной световой волны. В этом случае наблюдается явление дифракции — отклонение света от прямолинейного пути, что доказывает волновую природу света.

Ответ: Закон прямолинейного распространения света утверждает, что в прозрачной, оптически однородной среде свет распространяется вдоль прямых линий. Этот закон объясняет образование тени и полутени, солнечные и лунные затмения, а также принцип работы камеры-обскуры. Закон является приближенным и не выполняется в оптически неоднородных средах и при явлении дифракции.