Теоретическое исследование, страница 173 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 6. Световые волны. Параграф 33. Прямолинейное распространение света. Принцип Гюйгенса. Вопросы - страница 173.

Условие.

Теоретическое исследование

Солнечный свет, проникая через крону лиственного дерева, создаёт на земле солнечные блики в виде кругов и овалов (рис. 177). Круги образуются тогда, когда Солнце находится высоко над горизонтом. Если высота Солнца над горизонтом уменьшается, блики принимают форму овалов. Такая правильная форма световых бликов удивительна, так как листья в кроне дерева расположены неупорядоченно и форма щелей, образующихся в кроне между листьями, разнообразна. Кроме того, положение щелей в кроне дерева от порывов ветра случайным образом изменяется, создавая солнечные блики.

а) Изображение какого тела представляют собой световые блики?

б) Объясните наблюдаемое явление.

Рис. 177

Решение.

а) Изображение какого тела представляют собой световые блики?

Световые блики, наблюдаемые на земле под кроной дерева, представляют собой оптические изображения Солнца. Несмотря на то, что щели между листьями имеют разнообразную и неправильную форму, каждое световое пятно на земле является проекцией и повторяет форму источника света.

Ответ: Световые блики представляют собой изображение Солнца.

б) Объясните наблюдаемое явление.

Решение

Наблюдаемое явление объясняется на основе принципа действия камеры-обскуры и закона прямолинейного распространения света. Промежутки между листьями в густой кроне дерева действуют как множество небольших отверстий. Каждый такой просвет пропускает солнечные лучи, которые создают на земле, выступающей в роли экрана, перевернутое изображение источника света — Солнца.

Хотя форма просветов между листьями случайна и неправильна, форма получаемых световых пятен повторяет форму источника света. Это происходит потому, что размер каждого просвета очень мал по сравнению с расстоянием от кроны дерева до земли. В таких условиях форма изображения определяется формой источника, а не формой отверстия. Так как Солнце, видимое с Земли, имеет форму диска, его изображения также имеют форму диска (круга).

Изменение формы бликов с круглой на овальную связано с изменением высоты Солнца над горизонтом:

• Когда Солнце находится высоко в небе, его лучи падают на поверхность земли почти перпендикулярно. В этом случае проекция круглого солнечного диска на землю также является кругом.
• Когда Солнце опускается к горизонту, его лучи падают на землю под острым углом. Из-за этого круглое изображение Солнца проецируется на горизонтальную поверхность в виде вытянутой фигуры — эллипса, который мы и наблюдаем как овал.

Таким образом, правильная форма солнечных бликов и её изменение являются следствием оптического проецирования изображения Солнца через естественные «диафрагмы» в листве дерева.

Ответ: Явление объясняется тем, что многочисленные просветы между листьями дерева действуют как маленькие отверстия в камере-обскуре, проецируя на землю изображения Солнца. Форма бликов (круглая или овальная) зависит от высоты Солнца над горизонтом и, соответственно, от угла, под которым его изображение проецируется на поверхность земли.