Страница 247 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

1. Напишите на белом листе бумаги первые буквы названий всех цветов спектра фломастерами соответствующих цветов: К — красным, О — оранжевым, Ж — жёлтым и т. д. Рассмотрите буквы через трёх-сантиметровый слой ярко окрашенной прозрачной жидкости, налитой в тонкостенный стакан. Запишите результаты наблюдений и объясните их.

Указание: в качестве указанной жидкости можно использовать, например, малиновый или лимонный сироп, различные соки и т. п.

Результаты наблюдений

При рассмотрении букв, написанных на белом листе фломастерами разных цветов, через слой окрашенной жидкости (например, сока или сиропа), можно заметить, что некоторые буквы становятся практически невидимыми или меняют свой цвет, в то время как другие остаются различимыми. Весь лист бумаги приобретает оттенок, соответствующий цвету жидкости.

• Буквы, цвет которых совпадает или близок к цвету жидкости, становятся трудноразличимыми, так как их цвет сливается с цветом фона (белой бумаги, которая теперь кажется окрашенной).
• Буквы, цвет которых является дополнительным к цвету жидкости (сильно поглощается ею), выглядят очень тёмными или чёрными.

Например, если в качестве жидкости использовать малиновый (красный) сироп:

• Буквы К (красная) и О (оранжевая) будут видны, но будут иметь низкий контраст с фоном, который тоже станет красным. Красная буква может почти полностью "исчезнуть".
• Буквы З (зелёная), Г (голубая), С (синяя) и Ф (фиолетовая) будут казаться чёрными или очень тёмными.
• Буква Ж (жёлтая) также будет выглядеть тёмной, так как жёлтый фломастер отражает жёлтый свет, а красный фильтр его поглощает.

Если использовать лимонный (жёлтый) сироп:

• Буква Ж (жёлтая) станет почти невидимой, сливаясь с жёлтым фоном.
• Буквы К (красная), О (оранжевая) и З (зелёная) останутся видимыми, приобретя желтоватый оттенок.
• Буквы С (синяя) и Ф (фиолетовая) будут выглядеть очень тёмными или чёрными.

Объяснение

Это явление объясняется процессами поглощения и отражения света.

1. Цвет непрозрачного объекта (буквы) определяется тем, какие цвета светового спектра он отражает. Например, красная буква отражает преимущественно красный свет, а остальные цвета поглощает. Белая бумага отражает все цвета видимого спектра.
2. Прозрачная окрашенная жидкость действует как светофильтр. Она пропускает лучи света, соответствующие её собственному цвету, и поглощает лучи других цветов. Например, красный сироп пропускает красный свет, но поглощает зелёный и синий.
3. Когда мы смотрим на буквы через слой жидкости, свет от источника (например, лампы) сначала проходит через этот светофильтр. До бумаги и букв доходит свет уже определённого цвета.
4. Белая бумага отражает этот прошедший через фильтр свет, поэтому она приобретает цвет жидкости. Это создаёт окрашенный фон.
5. Буква будет видна, если она способна отразить тот свет, который пропустила жидкость.
   • Если цвет буквы совпадает с цветом жидкости (например, красная буква и красный сироп), буква отразит прошедший свет. Однако, поскольку фон тоже стал красным, контраст между буквой и фоном будет минимальным, и буква станет плохо различима.
   • Если цвет буквы сильно отличается от цвета жидкости (например, зелёная буква и красный сироп), то буква поглотит свет, прошедший через жидкость (зелёная поверхность поглощает красный свет). Отражённого света почти не будет, и буква будет казаться чёрной на окрашенном фоне.

Таким образом, видимость и цвет букв зависят от того, какие компоненты спектра пропускает жидкость-светофильтр и какие компоненты отражает краситель фломастера.

Ответ: При наблюдении через окрашенную жидкость буквы, близкие по цвету к жидкости, будут сливаться с фоном, а буквы, цвета которых поглощаются жидкостью, будут выглядеть тёмными или чёрными. Это происходит потому, что жидкость действует как светофильтр, пропуская свет своего цвета и поглощая остальные. Видимость буквы зависит от её способности отражать свет, пропущенный фильтром.

2. Найдите в Интернете информацию о том, как образуется радуга. Благодаря каким оптическим явлениям она возникает? Можно ли видеть радугу, стоя лицом к солнцу?

Как образуется радуга?

Радуга — это атмосферное оптическое явление, которое наблюдается, когда солнечные лучи освещают взвешенные в воздухе капли воды (например, во время или после дождя). Каждая капля воды действует как миниатюрная призма. Когда луч света входит в каплю, он преломляется. Затем он отражается от внутренней задней стенки капли и, выходя из неё, снова преломляется. В ходе этих двух преломлений происходит разложение белого солнечного света на его цветовые составляющие, то есть в спектр, который мы и видим как разноцветную дугу.

Ответ: Радуга образуется в результате преломления, внутреннего отражения и последующего разложения (дисперсии) солнечного света в спектр при его прохождении через капли воды в атмосфере.

Благодаря каким оптическим явлениям она возникает?

Для возникновения радуги необходима совокупность трёх ключевых оптических явлений:

1. Преломление света — изменение направления светового луча при его переходе из одной среды в другую (из воздуха в воду и обратно). Свет преломляется дважды: на входе в каплю и на выходе из неё.

2. Дисперсия света — это зависимость показателя преломления вещества от длины волны (цвета) света. Именно благодаря дисперсии белый свет, проходя через каплю воды, разлагается на спектр от красного до фиолетового, так как лучи разного цвета преломляются под разными углами.

3. Внутреннее отражение света — после входа в каплю и преломления, свет отражается от её внутренней задней поверхности, что позволяет ему вернуться обратно в сторону наблюдателя. Для основной радуги происходит одно внутреннее отражение.

Ответ: Радуга возникает благодаря явлениям преломления, дисперсии и внутреннего отражения света.

Можно ли видеть радугу, стоя лицом к солнцу?

Нет, это невозможно. Геометрия образования радуги такова, что наблюдатель всегда должен находиться между солнцем и дождём (или водяной взвесью). Иными словами, солнце должно находиться у вас за спиной, а радуга появится впереди, в той части неба, где идёт дождь. Центр дуги радуги всегда находится в точке, прямо противоположной солнцу (так называемой антисолнечной точке). Поэтому, чтобы увидеть радугу, нужно повернуться к солнцу спиной.

Ответ: Нет, нельзя. Чтобы увидеть радугу, необходимо стоять спиной к солнцу.