Что существует реально световой луч или световой пучок
Содержание:
Световые явления:
Мы живем в мире разнообразных световых явлений. Многие из них, например вид звезд на вечернем небосклоне (рис. 78), радуга (рис. 79) полярные сияния (рис. 80) в полярных широтах, а также подобные сияния в средних широтах, живописны и красивы.
Чтобы ответить на эти и другие вопросы, необходимо изучить разные источники света и законы его распространения, действие света на физические тела.
Учение о свете и световых явлениях называют оптикой.
Благодаря изобретению и использованию линз были созданы оптические приборы, без которых сегодня сложно представить себе повседневную жизнь: очки, лупы, микроскопы, бинокли, фотоаппараты, телескопы и т. п. 
Темной ночью или в затемненной комнате мы практически ничего не видим. Зажегши свечу, сразу увидим ее пламя. Одновременно мы увидим саму свечу, другие предметы, находящиеся в комнате (рис. 81).
Что необходимо для того, чтобы видеть предметы
1. Источник света. Пламя свечи
источник света. Предметы, находящиеся в комнате, при отсутствии света невидимы. Если эти предметы освещаются свечой, мы их видим, потому что свет отражается от них.
2. Глаза. Глаз человека, воспринимая свет, распространяющийся от какого-либо источника света, дает возможность нам видеть этот источник. Так мы видим пламя свечи и другие освещенные предметы.
Источники света — это тела, излучающие свет.
Тепловыми источниками света является Солнце, звезды, лампы накаливания (рис. 82, а), дуговая лампа (рис. 82, б), керосиновая лампа (рис. 82, в), вулканическая лава и т. д.
Кстати:
Среди животных, живущих на суше, светящихся очень мало, а вот среди жителей морей и океанов свечение широко распространено. Много животных живет на глубине, куда не доходит солнечный свет. Существуют рыбы, у которых светящиеся органы расположены по всему телу, словно гирлянды электрических ламп.
У некоторых животных световые органы состоят из клеток, которые отражают и преломляют свет. Другие животные могут светиться за счет живущих в них микроорганизмов.
Что такое приемники света
Приемники света — это тела, чувствительные к свету.
Это, например, наши глаза. Свет, падающий на зрительный нерв, раздражает его. Это раздражение передается в головной мозг, формируя зрительное Рис. 85 изображение. 
Если на солнечные батареи, установленные на самолете (рис. 88), космическом корабле, спутнике или на крыше дома, падает свет, они производят электрический ток, который используют для питания разных электроприборов. Небольшие солнечные батареи применяют для питания карманных фонариков, микрокалькуляторов и мобильных телефонов (рис. 89). 
На разных этапах развития физики использовали различные способы измерения скорости распространения света. Первым ее попробовал рассчитать Галилей, но ему это не удалось. В XVII в. ее впервые измерил датский астроном Олаф (Оле)
Световой луч и световой пучок. Закон прямолинейного распространения света
Если между глазом и каким-либо источником света разместить непрозрачный предмет, мы не увидим источника света. Это объясняется тем, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Среду называют однородной, если плотность вещества, из которого она состоит, во всех точках одинакова.
О прямолинейном распространении света еще за 300 лет до новой эры писал основатель геометрии Евклид. Вполне возможно, что понятие прямой линии возникло из представлений о прямолинейном распространении света в однородной среде.
Свет от любого источника, например электрической лампы, распространяется во всех направлениях. Если от источника света провести прямую линию, мы получим луч света.
Луч света — это мнимая линия, вдоль которой распространяется свет.
Если световые лучи ограничить определенной поверхностью в пространстве, то мы получим световой пучок.
Световые пучки можно наблюдать в воздухе, содержащем достаточное количество пылинок, которые отражают свет. Можно видеть световые пучки от карманного фонарика, прожектора (рис. 91), кинопроектора. В природе наблюдаются большие световые пучки, которые образуются во время прохождения солнечных лучей через разрывы в тучах, просветах в кронах деревьев (рис. 92). В чистом воздухе световые пучки не видны. 
Вследствие того, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно, мы можем наблюдать тени и полутени, фазы Луны, солнечные и лунные затмения.
Тень — часть пространства за непрозрачным предметом, куда свет не поступает.
В солнечный день четко видно тени людей, зданий, деревьев и других предметов (рис. 93).
Разместим небольшой непрозрачный шар в световой пучок, падающий на экран от источника света небольших размеров. За шаром в пространстве образуется конусовидная тень, а на экране появляется тень, имеющая форму круга (рис. 94). 
Если размеры источника света намного меньше расстояния от источника света до экрана, то такой источник называют точечным источником света.
Образование полутени также подтверждает закон прямолинейного распространения света. В данном случае источник света состоит из многих точечных источников, каждый из которых излучает свет. На экране есть 
Теневыми проекциями пользуются в театре теней (рис. 96), для демонстрации опытов, например для демонстрации броуновского движения (рис. 97) и т. д. 
Разные формы видимой из Земли части Луны называют фазами Луны. 
Еще в глубокой древности люди могли объяснить явление изменения лунных фаз (рис. 98).
Фазы Луны объясняются взаимным расположением Солнца, Луны и Земли, а также тем, что Луна собственного света не излучает, а отражает солнечный. Солнце находится на большом расстоянии от Луны, поэтому поступающий на Луну пучок солнечных лучей можно считать параллельным. Вследствие этого освещается только половина Луны, а другая ее половина остается в тени. Движение Земли и Луны приводит к тому, что к Земле могут быть одновременно обращены светлая и темная части Луны, и тогда она кажется нам неполной фазы Луны изображены на рисунках 99 и 100.
В космических масштабах тень и полутень можно наблюдать во время солнечных и лунных затмений. Планеты и их спутники, освещаемые Солнцем, образуют тени и полутени. На рисунке 101 изображены тени и полутени, образованные Землей и Луной. 
Если Луна в ходе своего движения вокруг Земли в какой-то момент оказывается между Землей и Солнцем, она образует на земной поверхности тень, и тогда на этих территориях наблюдается солнечное затмение.
Солнечные затмения бывают только при молодой Луне. Их можно наблюдать лишь на тех участках поверхности Земли, на которые падает тень или полутень Луны (рис. 102). Если участок находится в тени Луны, то наблюдается полное затмение Солнца; для участков, находящихся в полутени, солнечное затмение будет частичным. 
Во время полного солнечного затмения быстро темнеет. На небе становятся видны звезды и планеты. Снижается температура воздуха, иногда выпадает роса. В небе виден черный диск с пылающей вокруг него солнечной короной. В древние времена считали, что это огромный дракон пожирает Солнце.
Дальнейшее перемещение Луны приводит к тому, что спустя некоторое время опять становится виден узкий солнечный серп, а солнечная корона уже не видна. Диск Луны перемещается все дальше в восточном направлении, и вскоре на небе опять ярко светит Солнце.
Полное затмение может длиться не более 8 минут, обычно 2-3 минуты. В разных точках поверхности Земли солнечное затмение не только наблюдается по-разному, но и наступает в разное время. Это объясняют тем, что в результате движения Луны вокруг Земли тень Луны (область полного затмения) движется по поверхности Земли с запада на восток со скоростью 1 км/с. Полное затмение можно наблюдать в пределах полосы длиной в несколько тысяч километров и 270 км в ширину. На остальной части поверхности Земли это затмение наблюдается как частичное или вовсе не наблюдается.
Когда Луна попадает в тень Земли, наступает лунное затмение (рис. 105). 
Лунные затмения происходят только при полной Луне. Луна движется с запада на восток, и когда она начинает заходить в тень Земли, на лунном диске появляется «зазубрина», постепенно увеличивающаяся в размерах. Луна приобретает форму серпа, на вид резко отличающегося от обычных лунных фаз (рис. 106).
Рис. 106
Затмение Луны будет полным, если она полностью войдет в тень Земли. Если же она перемещается лишь по части области земной тени, затмение будет частичным.
Диаметр земной тени значительно больше диаметра диска Луны, поэтому полное лунное затмение длится сравнительно долго, около 2 часов.
Картина лунного затмения выглядит одинаково во время наблюдения с любой точки поверхности Земли, повернутой в это время к Луне, и во всех этих точках оно начинается и заканчивается одновременно.
При полном затмении диск Луны становится темно-красным. Космонавт, находящийся в это время на Луне, мог бы наблюдать черный диск Земли с красным кольцом вокруг него.
Каждые 18 лет происходит 29 лунных затмений, но интервалы между ними разные. На протяжении года может не наблюдаться ни одного лунного затмения, а в следующем году их может быть 2 или 3.
Пример №1
Является ли Луна источником света?
Пример №2
На рисунке 88 (см. с. 49) изображен самолет «Гелиос», который питается от солнечных батарей. В 2001 году он установил рекорд высоты, поднявшись на 29 413 м. Солнечные батареи являются источниками или приемниками света?
Пример №3
Ответ: это зависит от размещения нити накаливания электролампы.
При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org
Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи
Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей
Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.
Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.
Методические рекомендации к уроку 6/56
Методические рекомендации к уроку 6/56.
Основная задача урока – повторить и обобщить знания о световых явлениях. При наличии времени полезно рассмотреть построение изображения в вогнутом зеркале и применение вогнутых зеркал. Это материал не является обязательным, однако, поскольку вогнутые зеркала широко применяются, целесообразно дать учащимся хотя бы общие представления о характере изображения предметов в них. После повторения и решения задач целесообразно провести проверочную работу на 20 мин.
1. Какие из перечисленных ниже источников света являются тепловыми?
А) Лампа дневного света;
Г) лампа накаливания;
2. Что существует реально световой луч или световой пучок?
В) и световой луч, и световой пучок.
3. Можно ли считать лампу накаливания точечным источником света, если расстояние от нее до предмета 10 м?
4. Изобразите на экране Э тень от свечи АВ.
5. Угол падения луча света на зеркало равен 30°. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами?
А) 30°; Б) 60°; В) 90°; Г) 120°.
6. Предмет находится на расстоянии 10 см от плоского зеркала. Сему равно расстояние между предметом и его изображением?
А) 20 см; Б) 10 см; В) 30; Г) 5 см.
7. Предмет, расположенный перед плоским зеркалом отодвину от него на 3 см. Как изменилось расстояние между предметом и его изображением?
А) уменьшилось на 3 см;
Б) уменьшилось на 6 см;
В) увеличилось на 3 см;
Г) увеличилось на 6 см.
8. Постройте изображение предмета АВ в плоском зеркале (см. рисунок справа).
9. На рисунке внизу изображены параллельные лучи света. Как нужно поставить плоское зеркало, чтобы после отражения от него свет распространялся вертикально вверх? Сделайте чертеж.
10. Начертите перископ и покажите ход лучей в нем.
II вариант
1. См. задание 1 варианта I.
2. Что используют на чертеже для изображения распространения света: световой луч или световой пучок?
В) и световой луч, и световой пучок.
3. Можно ли считать лампу накаливания точечным источником света, если расстояние от нее до предмета 5 см?
4. Изобразите на экране Э тень от свечи мяча.
5. Угол падения луча света на зеркало равен 40°. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами?
А) 40°; Б) 50°; В) 80°; Г) 100°.
6. Предмет находится на расстоянии 20 см от плоского зеркала. Сему равно расстояние между предметом и его изображением?
А) 20 см; Б) 40 см; В) 30; Г) 10 см.
7. Предмет, расположенный перед плоским зеркалом отодвину от него на 5 см. Как изменилось расстояние между предметом и его изображением?
А) уменьшилось на 5 см;
Б) увеличилось на 5 см;
В) уменьшилось на 10 см;
Г) увеличилось на 10 см.
8. Постройте изображение предмета АВ в плоском зеркале (см. рисунок справа).
9. На рисунки слева изображены параллельные лучи света. Как нужно поставить плоское зеркало, чтобы после отражения от него свет распространялся горизонтально вправо? Сделайте чертеж.
10. Начертите перископ и покажите ход лучей в нем.
Кратковременная проверочная работа (10 мин), проводится в начале урока 5/58 (приведен только один вариант)
1. Начертите примерный ход преломленного луча в воздухе (см. рисунок справа).
2. Свет падает на границу раздела двух сред: стекло и воздух (см. рисунок слева). Назовите, какая из сред стекло, а какая – воздух.
3. Начертите ход лучей в призме (см. рисунок справа).
Кратковременная проверочная работа (10 мин), проводится в начале урока 11/61
Постройте изображение предмета в линзе. Расположение предмета показано на рисунках.
Постройте изображение предмета в линзе. Расположение предмета показано на рисунках.
КР по теме «Световые явления» (урок 15/65)
I вариант
1. Предмет освещен источником света S. Что получают на экране: тень или тень и полутень? Отметьте на рисунке справа соответствующие области.
2. Чему равен угол между отражённым лучом и горизонтальной поверхностью если угол падения луча света равен 40°?
А) 40°; Б) 50°; В) 80°; Г) 100°.
3. Постройте изображение предмета в плоском зеркале (рисунок слева).
4. Расстояние между предметом и зеркалом уменьшилось на 2 метра. Как изменилось расстояние между предметом и его изображением?
Б) увеличилось на 2 м;
В) уменьшилось на 2 м;
Г) увеличилось на 4 м;
Д) уменьшилось на 4 м.
5. Как следует расположить плоское зеркало, чтобы повернуть лучи таким образом, как это представлено на рисунке справа?
6. На рисунке слева показано изменение распространения света при переходе из одной среды в другую. Сравните оптическую плотность граничащих сред.
А) Оптическая плотность сред одинакова;
Б) оптическая плотность среды I больше;
В) оптическая плотность среды II больше.
7. Начертите ход преломленного луча (см. рисунок справа).
8. Начертите ход лучей в призме.
9. Постройте изображение предмета в линзе (три рисунка справа) и охарактеризуйте его.
10. Постройте ход лучей в проекционном аппарате.
11. Чему равно увеличение фотоаппарата, если дерево высотой 20 м на снимке имеет высоту 2 см?
12. Чему равно фокусное расстояние линзы, оптическая сила которой равна 5 дптр?
13. Начертите изображение предмета для дальнозоркого глаза. Какие линзы имеют очки, корректирующие дальнозоркость?
14. Постройте изображение предмета в вогнутом зеркале и охарактеризуйте его.
15. Постройте изображение светящейся точки S, лежащей на главной оптической оси линзы.
16. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета, если расстояние от предмета до линзы 8 см? Фокусное расстояние линзы 6 см.
1. Предмет освещен источниками света S1 и S2. Что получают на экране: тень или полутень? Отметьте на рисунке справа соответствующие области.
2. Чему равен угол между падающим и отражённым лучами, если угол между падающим лучом и поверхностью зеркала равен 30°?
А) 30°; Б) 60°; В) 120°; Г) 90°.
3. Постройте изображение предмета в плоском зеркале и охарактеризуйте (см. рисунок справа).
4. Расстояние между зеркалом и человеком увеличилось на 1 метр. Как изменилось расстояние между человеком и его изображением?
Б) увеличилось на 2 м;
В) уменьшилось на 2 м;
Г) увеличилось на 1 м;
Д) уменьшилось на 1 м.
5. Как следует расположить плоское зеркало, чтобы повернуть лучи так, как это представлено на рисунке справа?
6. На рисунке слева показано изменение направления 
распространения света при переходе из одной среды в другую. Какая из граничащих сред имеет большую оптическую плотность?
А) Оптическая плотность сред одинакова; Б) оптическая плотность среды I больше; В) оптическая плотность среды II больше.
7. Начертите примерный ход преломленного луча (см. рисунок справа).
8. Начертите ход лучей в призме.
9. Постройте изображение предмета в линзе и охарактеризуйте его.
10. Постройте ход лучей в фотоаппарате.
11. Чему равно увеличение объектива проекционного аппарата, если высота предмета на слайде 3 см, а высота его изображения 120 см?
12. Чему равна оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 0,4 м?
13. Начертите изображение предмета для близорукого глаза. Какие линзы имеют очки, корректирующие близорукость?
14. Постройте изображение предмета в вогнутом зеркале и охарактеризуйте его. (см. рисунок справа)
15. Постройте изображение светящейся точки S, лежащей на главной 
оптической оси линзы (см. рисунок слева).
16. На каком расстоянии от линзы находится предмет, если расстояние от линзы до изображения 6 см, а фокусное расстояние линзы 4 см?
Методические рекомендации к уроку 16/66
Проведение последних трех уроков учитель планирует по своему усмотрению. Возможно проведение итоговой контрольной работы по всему курсу физики для 7-го класса.
2. Тело начало двигаться со скоростью 5 м/с. Через 15 с его скорость стала равной 20 м/с. С каким ускорением двигалось тело? Какой путь оно прошло с тем же ускорением за то же время, если бы его начальная скорость была равна нулю*?
3. Графики каких движений изображены на рисунке? Чем различаются эти движения? Чему равно ускорение движения первого тела? Запишите уравнение зависимости от времени для второго тела *.
4. На тело в горизонтальном направлении действуют сила тяги, равна 75 Н, и сила трения. С каким ускорением движется тело, если его масса равна 15 кг, коэффициент трения 0,2? Чему равна работа равнодействующей силы на пути 20 м?
5. Постройте изображение предмета в линзе.
1. Автомобиль первые 2 ч двигался со средней скоростью 30 км/ч, следующий час он стоял на месте, а затем 3 ч двигался со средней скоростью 60 км/ч. Чему равна средняя скорость автомобиля на всем пути.
2. Тело начало двигаться со скоростью 5 м/с. Через 15 с его скорость стала равной 20 м/с. С каким ускорением двигалось тело? Какой путь оно прошло с тем же ускорением за то же время, если бы его начальная скорость была равна нулю*?
3. Графики каких движений изображены на рисунке? Чем различаются эти движения? Чему равно ускорение движения первого тела? Запишите уравнение зависимости от времени для второго тела*.
4. На тело в горизонтальном направлении действуют сила тяги, равна 75 Н, и сила трения. С каким ускорением движется тело, если его масса равна 15 кг, коэффициент трения 0,2? Чему равна работа равнодействующей силы на пути 20 м?
5. Постройте изображение предмета в линзе и охарактеризуйте его. 
1. Автомобиль первые 2 часа двигался со средней скоростью 30 км/ч, следующий час он стоял на месте, а затем 3 ч двигался со средней скоростью 60км/ч. Чему равна средняя скорость автомобиля на всем пути?
2. Тело в начальный момент времени имело скорость 10 м/с. Чему будет равна его скорость через 3 с, если оно двигалось с ускорением 2 м/с? Какой путь прошло бы тело за это время с тем же ускорением, если бы его начальная скорость была равна нулю*?
3. На тело действует сила тяжести и сила упругости. С каким ускорением будет двигаться тело, если его масса 4 кг, жесткость пружины 1000 Н/м, деформация пружины 0,02 м?
4. Графики каких движений приведены на рисунке? Чем различаются эти движения? Чему равно ускорение движения первого те
ла? Запишите уравнение зависимости скорости движения от времени для второго тела*?
5. Постройте изображение предмета в линзе (рисунок слева) и охарактеризуйте его.