Номер 5, страница 257 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 40. Закон прямолинейного распространения света. Вопросы - номер 5, страница 257.

Условие.

*5. Почему в ясную погоду утром и вечером тень от ноги стоящего на Земле человека получается чёткой, а тень от его головы размытой?

Решение.

Решение

Различие в чёткости тени от ног и головы объясняется тем, что Солнце является не точечным, а протяжённым источником света, а также разным расстоянием от этих частей тела до поверхности, на которую падает тень.

Поскольку Солнце для наблюдателя на Земле имеет вид диска (его угловой размер составляет примерно $0.5^\circ$), любая тень состоит из двух областей: полной тени (умбры) и полутени (пенумбры). Полная тень — это самая тёмная центральная часть, куда свет от Солнца не попадает совсем. Полутень — это более светлая область по краям тени, куда свет попадает от части солнечного диска. Именно наличие полутени создаёт эффект размытых краёв.

Ширина области полутени, а следовательно, и степень размытости тени, напрямую зависит от расстояния между предметом, отбрасывающим тень, и поверхностью, на которую эта тень падает. Чем больше это расстояние, тем шире и заметнее становится полутень.

В случае со стоящим человеком, ноги находятся очень близко к земле. Расстояние от них до поверхности, на которую падает тень, минимально. Поэтому полутень очень узкая, и контуры тени от ног выглядят резкими и чёткими.

Голова, напротив, находится на значительном расстоянии от земли (на высоте роста человека). Из-за этого большого расстояния лучи от разных краёв солнечного диска, огибая голову, приходят на землю в значительно разнесённые точки, создавая широкую полутень. Это делает тень от головы нечёткой, размытой.

Утром и вечером, когда Солнце стоит низко над горизонтом, тени становятся очень длинными, и этот эффект становится особенно наглядным.

Ответ: Тень от ноги чёткая, потому что нога находится очень близко к поверхности земли, из-за чего область полутени, создаваемая протяжённым источником света (Солнцем), очень узкая. Тень от головы размытая, так как голова находится на большом расстоянии от земли, что приводит к образованию широкой области полутени и, как следствие, к размытым краям тени.