Ответьте на вопросы, страница 183 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему животные и человек видят окружающие предметы в различной цветовой гамме?

2. Почему в ряде стран дальтоникам не выдают водительские права?

3. Совпадают ли фокусы линзы для красных и синих лучей?

1. Почему животные и человек видят окружающие предметы в различной цветовой гамме?

Восприятие цвета — это сложный биологический процесс, который зависит от строения глаза, а именно от наличия в сетчатке специальных светочувствительных клеток, называемых колбочками. Разные виды живых существ имеют различное количество типов колбочек, каждый из которых чувствителен к определенному диапазону длин волн света. Человек, как правило, является трихроматом: в его сетчатке есть три типа колбочек, чувствительных к красному, зеленому и синему цветам. Комбинация сигналов от этих трех типов колбочек позволяет мозгу воспринимать весь спектр видимых цветов. Многие млекопитающие, например собаки и кошки, являются дихроматами — у них только два типа колбочек. Из-за этого они не различают красный и зеленый цвета, и их цветовой мир менее насыщен. С другой стороны, некоторые птицы, рептилии и насекомые являются тетрахроматами, то есть у них четыре типа колбочек. Это позволяет им видеть не только цвета, доступные человеку, но и часть ультрафиолетового спектра, что делает их цветовое зрение богаче человеческого.

Ответ: Различие в восприятии цветов связано с разным строением зрительного аппарата, в частности, с количеством и типами светочувствительных клеток (колбочек) в сетчатке глаза у разных видов.

2. Почему в ряде стран дальтоникам не выдают водительские права?

Основная причина, по которой в некоторых странах существуют ограничения на выдачу водительских прав людям с дальтонизмом (нарушением цветового зрения), — это обеспечение безопасности дорожного движения. Важнейшим элементом регулирования движения являются светофоры, использующие стандартные цвета: красный (запрет движения), желтый (предупреждение) и зеленый (разрешение движения). Наиболее распространенная форма дальтонизма — дейтераномалия и протанопия, при которых человек не может различать красный и зеленый цвета. Неспособность правильно и быстро идентифицировать сигнал светофора создает огромный риск возникновения аварийной ситуации, угрожая жизни и здоровью как самого водителя, так и других участников движения. Хотя в современном мире правила могут быть смягчены в зависимости от степени и типа дальтонизма, а также благодаря дополнительным ориентирам (положение сигнала в секции светофора), основополагающий принцип безопасности остается неизменным.

Ответ: В ряде стран дальтоникам не выдают водительские права из-за соображений безопасности. Неспособность различать цвета, в первую очередь красный и зеленый, делает невозможным правильное распознавание сигналов светофора, что может привести к дорожно-транспортным происшествиям.

3. Совпадают ли фокусы линзы для красных и синих лучей?

Нет, фокусы линзы для красных и синих лучей не совпадают. Это физическое явление называется хроматической аберрацией и обусловлено дисперсией света. Показатель преломления $n$ материала, из которого сделана линза (например, стекла), зависит от длины волны $\lambda$ проходящего через него света. Для видимого спектра показатель преломления увеличивается с уменьшением длины волны. Синий свет имеет более короткую длину волны, чем красный свет ($\lambda_{синий} < \lambda_{красный}$). Следовательно, показатель преломления для синего света будет больше, чем для красного: $n_{синий} > n_{красный}$.

Фокусное расстояние $F$ собирающей линзы зависит от показателя преломления согласно формуле для тонкой линзы (упрощенно): $F \propto \frac{1}{n-1}$. Поскольку $n_{синий}$ больше, чем $n_{красный}$, знаменатель $(n-1)$ для синих лучей будет больше. Это означает, что фокусное расстояние для синих лучей будет меньше, чем для красных: $F_{синий} < F_{красный}$. Таким образом, синие лучи преломляются линзой сильнее и собираются в фокусе ближе к ней, а красные лучи — дальше.

Ответ: Нет, не совпадают. Это явление называется хроматической аберрацией. Показатель преломления материала линзы зависит от длины волны света (дисперсия). Для синих лучей (с меньшей длиной волны) показатель преломления больше, чем для красных, поэтому синие лучи преломляются сильнее и собираются в фокусе ближе к линзе.