7. Независимость световых пучков

Расположим два проекционных аппарата с диапозитивами, разными по цвету, так, чтобы световые пучки, идущие от аппаратов, проходили один сквозь другой, мы увидим на экранах изображения этих диапозитивов. Эти изображения не будут искажены.

Итак, несколько световых пучков при взаимном пересечении не оказывают никакого влияния друг на друга. Это означает, что свет в каждом пучке несет и сохраняет ту информацию, которую он получил, проходя например, сквозь диапозитив. Такие свойства света называются независимостью световых пучков.

Можно привести много примеров, подтверждающих указанное свойство. Свет от пламени, например, распространяется при солнечном свете так же, как и ночью, сквозь одно и то же отверстие несколько наблюдателей могут одновременно видеть различные предметы.

8. Тени и полутени

Самым ярким доказательством того, что свет в однородной среде распространяется прямолинейно, является образование тени.

Опыт 2.

Тенью – называют ту часть пространства за непрозрачным предметом, куда не проникает свет. В солнечный день отчетливо видны тени людей, зданий, деревьев и других предметов.

9. Солнечное затмение

Планеты и их спутники, освещаемые Солнцем, отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и полутени (расходящиеся).

Если Луна при своем движении вокруг Земли окажется между Землей и Солнцем, она может закрыть собой Солнце – и тогда наступит солнечное затмение.

Таким образом, свет проходит через некоторые вещества, например, стекло, но не проходит через другие, скажем металлы. Он распространяется в воздухе и проходит через межпланетное пространство. Мы видим звезды и удаленные галактики спустя время, огромное по сравнению с человеческой жизнью; тем не менее, свет, испущенный этими объектами и прошедший космические расстояния, доходит до нас без видимого изменения. Когда он попадает в наш глаз, мы регистрируем давно прошедшие события, т.е. наблюдаем явления ( рождение сверхновых звезд или галактик), которые происходили вероятно, еще до того , как возникла наша планета.

Носитель дошедшей до нас информации, чем бы он не являлся, сам по себе невидим. Мы видим источник света, как и предмет, который он освещает. Но сам пучок света мы не видим. Если же в пространстве между источником света и предметом есть частицы способные отражать свет, мы в состоянии « увидеть» пучок света.

Этот носитель информации движется чрезвычайно быстро. Распространяется ли свет мгновенно от одного тела к другому « на любое воображаемое расстояние»? Галилей пытался измерить скорость света с помощью фонарей, помещенных на вершинах двух гор, однако безуспешно, так как свет проходил расстояние между вершинами за ничтожный промежуток времени. Впервые величину скорости света определил в 1676 году Ремер. Он обнаружил, что затмение спутников Юпитера происходит на 11 минут раньше расчетного времени, когда Земля находится в ближайшей точке к Юпитеру и на 11 минут позже, когда расстояние между планетами наибольшее. Он связал странное поведение времени затмения с положением Земли на орбите относительно Юпитера. Ясно, что периоды обращения спутников Юпитера не могут зависеть от положения Земли на своей орбите. Ремер предположил, что наблюдаемое явление обусловлено тем, что свет распространяется от Юпитера до земного наблюдателя за конечное время, которое, естественно, возрастает с увеличением расстояния между планетами. С помощью этого предположения ему удалось оценить скорость света в вакууме. Сейчас мы знаем, что свет распространяется с конечной, но огромной скоростью, величина которой, равная приблизительно 3·10⁸м/с, настолько превосходит все известные из житейской практики скорости, что нам остается лишь недоуменно пожимать плечами.

Задание на дом: § 62, упр. 29 (1-3), задание 12 (1,2)

Практическое задание

Изготовить камеру- обскуру

УРОК № 2/56

ТЕМА: Отражение света. Законы отражения.

Цель: Сформулировать законы отражения.

ХОД УРОКА

Мы рассматриваем свет как переносчик информации от объекта к глазу. Светящееся тело испускает свет по всем направлениям. Свет сам по себе невидим; однако, когда свет попадает в глаз, он возбуждает его, и мы начинаем видеть. Наш мозг ассоциирует увиденное с внешними объектами. Зрительные образы новорожденных не обязательно интерпретируются именно таким образом. Требуется определенное время и обучение, прежде чем ребенок начинает, как мы говорим, правильно понимать ощущения и образы, возникающие при посредстве зрения. Тогда возникает вопрос: что же это такое, что распространяется от объекта к глазу, т.е. что такое свет и каково его поведение? Первый вопрос вызывает одну загадку за другой. На второй же вопрос можно дать весьма недвусмысленный ответ. Этот ответ был подготовлен наблюдениями в течение многих столетий.

Свет, падающий на поверхность тела, частично или полностью отражается от этой поверхности в ту же среду, из которой он шел. Такое явление называют отражением света.

Поверхности тела могут быть гладкими ( зеркальными) и шероховатыми с мелкими и мельчайшими неровностями. Опыт показывает, что отражение света от таких поверхностей происходит по- разному.

Глядя на освещенную неровную поверхность любого тела, мы видим эту поверхность. Но когда смотрим на чистое плоское зеркало, то не видим его поверхности, зато видим в зеркале свое изображение и изображения окружающих нас предметов. Если постепенно запылять поверхность зеркала, то изображение предметов в нем начинает тускнеть, а при сильном запылении или замазывании зеркала, например меловым раствором, изображение исчезнет. Мы будем видеть просто слой пыли или мела, потому что этот слой образует поверхность с мельчайшими неровностями. Путем шлифовки и полировки негладкую поверхность твердого тела можно сделать зеркальной. Существуют и природные зеркала – это спокойная водная поверхность озер, заливов и т. д.

Выясним сначала, как отражается свет от зеркальных поверхностей.

Опыт 1.

На экран устанавливают осветитель, окно которого закрыто диафрагмой с одной щелью и лимб с плоским зеркалом в центре.

Этап 1. Луч света направляют в центр зеркала, как показано на рисунке. Обращают внимание на то, что падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к поверхности зеркала, проведенный на лимбе в точку падения расположены в одной плоскости – плоскости экрана. Поворачивая лимб вместе с зеркалом относительно падающего луча света, отмечают, что взаимная ориентация сохраняется при любых углах падения.

Этап 2. Опыт повторяют, но теперь обращают внимание на соотношение между величинами углов отражения и падения.