Номер 257, страница 129, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 7. Оптические явления - номер 257, страница 129.

Условие.

257. Перенесите рисунки 118, а, б в тетрадь и изобразите на экране $\text{Э}$ области тени и полутени от предмета $\text{AB}$, освещаемого точечными источниками света $S_1$ и $S_2$.

Рис. 118

Решение.

Для построения областей тени и полутени на экране Э от предмета АВ, освещаемого двумя точечными источниками света $S_1$ и $S_2$, необходимо выполнить геометрическое построение, основанное на прямолинейном распространении света.

Тень — это область пространства, в которую не попадает свет от обоих источников. На экране это будет участок, куда не доходят лучи ни от $S_1$, ни от $S_2$.

Полутень — это область пространства, в которую свет попадает от одного источника, но не попадает от другого. На экране это будут участки, освещенные только $S_1$ или только $S_2$.

Построение выполняется путем проведения прямых линий (лучей) из каждого источника через крайние точки предмета А и В до пересечения с экраном.

а

Решение

В данном случае источники света $S_1$ и $S_2$ расположены друг над другом.
1. Сначала построим тень от источника $S_1$. Проведем лучи из $S_1$ через точки А и В до экрана. Получим на экране область тени $T_1$.
2. Затем построим тень от источника $S_2$. Проведем лучи из $S_2$ через точки А и В до экрана. Получим на экране область тени $T_2$.
3. Область полной тени (умбра) — это место, где обе тени ($T_1$ и $T_2$) пересекаются.
4. Области полутени (пенумбры) — это участки, где есть тень только от одного источника ($T_1$ или $T_2$), но не от другого.

Анализируя рисунок, видим, что источник $S_1$ расположен выше, а $S_2$ — ниже. Луч $S_2B$ пройдет выше луча $S_1B$, а луч $S_1A$ пройдет ниже луча $S_2A$. В результате тень от $S_2$ на экране будет расположена выше тени от $S_1$. Эти тени будут частично перекрываться, образуя в центре область полной тени, а по краям — две области полутени.

Ответ: На экране образуется центральная область полной тени, а над ней и под ней — две области полутени.

б

Решение

В этом случае источники света $S_1$ и $S_2$ расположены на одной горизонтальной линии. Поступаем аналогично предыдущему пункту: строим тени от каждого источника и анализируем их наложение.
1. Строим тень $T_1$ от источника $S_1$.
2. Строим тень $T_2$ от источника $S_2$.
3. Определяем области полной тени и полутени.

Источники $S_1$ и $S_2$ находятся на одной высоте, совпадающей с высотой точки B. Поэтому лучи $S_1B$ и $S_2B$ лежат на одной прямой и дадут на экране общую верхнюю границу тени. Источник $S_2$ находится ближе к предмету, чем $S_1$. Поэтому луч $S_2A$ пойдет под большим углом вниз, чем луч $S_1A$. В результате тень $T_2$ от ближнего источника $S_2$ будет больше и расположена ниже, чем тень $T_1$ от дальнего источника $S_1$. Тень $T_1$ полностью окажется внутри тени $T_2$. Область, где они совпадают (т.е. область $T_1$), будет полной тенью. Участок тени $T_2$, который не перекрывается тенью $T_1$, будет полутенью.

Ответ: На экране образуется область полной тени, под которой находится область полутени. Верхняя граница тени резкая.