Элементы геометрической оптики

1. Нарисуйте чертеж, изображающий падение солнечных лучей на одинаковые по площади поверхности, расположенные под разными углами к падающим лучам (90^о, 45^о, 30^о).

   1. На какую площадку падает больше всего солнечных лучей? На какую меньше всего?

   2. Во сколько раз отличается количество лучей, падающих на эти площадки?

   3. Какое физическое явление моделирует наше построение?

   4. Какая из площадок будет нагреваться сильнее всех? Какая слабее всех?

   5. Как наша геометрическая иллюстрация помогает нам понять процессы формирования климата?

2. Почему при установке плоского солнечного водонагревателя действует правило: угол наклона должен быть равен широте местности?

Закон прямолинейного распространения света

1. Чтобы тратить меньше энергии зимой на отопление, а летом на кондиционирование, при проектировании дома делают большое окно на южной стороне дома и над ним – горизонтальный козырек.

   1. Объясните, как работает пара «окно+козырек» и подтвердите его рисунком хода солнечных лучей летом и зимой.

   2. Почему роль козырька может играть растущее перед окном дерево?

   3. Почему иногда на южной стене дома вообще не делают окон? В каких странах имеет смысл так поступать?

Отражение и преломление света

1. Одной из мер, способных уменьшить парниковый эффект и замедлить глобальное потепление, является покраска крыш домов в белый цвет.

   1. Почему эта мера может уменьшить парниковый эффект?

   2. Какие превращения энергии происходят при падении света на белую поверхность? Чем отличаются процессы превращения энергии света в случае темной поверхности? Черной поверхности?

   3. Другим искусственным сооружением, занимающим большую площадь, являются автомобильные дороги. Почему авторы этой идеи предлагают делать дороги не белыми, как крыши, а светло-серыми?

2. Одним из основных процессов, приводящих к изменению климата, является вырубка лесов и вспашка освобождаемых территорий?

   1. Чем отличается отражение света от этих поверхностей?

   2. Какие еще процессы начинаются после вырубки леса? Почему они ускоряют изменение климата?

3. Чем отличается поведение световых лучей, падающих на твердую поверхность, от падающих на воду?

4. Почему вспашка земель, занятых лугами и лесами, приводит к усилению глобального потепления?

Закон отражения света

1. Сотни миллионов человек в жарких странах до сих пор готовят еду на кострах, нанося огромный ущерб природе и своему здоровью. Только в Индии из-за загрязнения жилищ продуктами горения углеродного топлива ежегодно умирает около полумиллиона детей.

   1. Предложите простое и удобное в употреблении устройство, которое позволяло бы использовать для приготовления пищи солнечный свет.

   2. Постройте ход лучей в таком устройстве.

   3. Обсудите преимущества и недостатки этого устройства по сравнению с костром.

   4. В каких регионах мира оно может получить распространение?

Плоское зеркало

1. Одна из самых больших солнечных электростанций построена в Севилье (Испания) и устроена так, как показано на рис. 8 на обложке.