Свет. Источники света. Распространение света.

Свет дает человеку 9О % информации об окружающем его мире. Изучение световых явлений доказало, что свет при его распространении представляет собой электромагнитную волну. Свет распространяется с очень большой, но конечной скоростью. В ваккуме она равна 3ОО ООО км/с. Можно сказать, что свет - это видимое электромагнитное излучение. ЧАСТЬ ФИЗИКИ, ИЗУЧАЮЩАЯ СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ, НАЗЫВАЕТСЯ ОПТИКОЙ.

Одним из главных понятий оптики является понятие светового луча. Световым лучом называют осевую линию тонких световых пучков, вдоль которой происходит распространение световой энергии. Тела, излучающие свет, называются источниками света. Они делятся на естественные (Солнце, звезды, молнии, полярные сияния) и искусственные (лампы, свечи). Источник света, размерами и формой которого можно пренебречь в условиях конкретной задачи, называется точечным источником. Лучшей моделью такого источника служат звезды, которые при их громадных размерах настолько далеки от нас, что в любой телескоп видны как точки. Мы видим источники света и тела, отражающие свет.

Законы распространения света были найдены экспериментально. Широкое практическое применение имеет ЗАКОН ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СВЕТА: В ПРОЗРАЧНОЙ ОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ СВЕТ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ ПРЯМОЛИНЕЙНО. Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. Свет от точечного источника образует за находящимся на его пути телом конус тени - область пространства, из которой источник света не виден. На экране тень равномерно темная и имеет четкие границы. Каждая точка протяженного источника света создает свой конус тени. Эти конусы частично перекрываются между собой. Образуется тень и полутень - область пространства, из которой источник света виден частично. Полутень светлее в тех точках, которые ближе к ее краю. Границы полутени нечеткие. Образованием тени и полутени объясняются солнечные и лунные затмения. В том месте на Земле, которое попало в тень от Луны, наблюдается полное солнечное затмение. Там, где на Землю падает полутень Луны - частное солнечное затмение. При попадании Луны в область земной тени наблюдается полное лунное затмение, в область полутени Земли - частное. Затмения Солнца представляют большой научный интерес.

Законы отражения и преломления света. Полное отражение.

Луч света в однородной среде прямолинеен до тех пор, пока не дойдет до ее границы с другой средой. Часть света при падении на эту границу возвращается в первую среду (отражение), часть проходит во вторую среду, изменяя при этом направление своего распространения (преломление).

Различают зеркальное и диффузное отражение света. При зеркальном отражении света параллельные лучи после отражения остаются параллельными друг другу. Это наблюдается при отражении от гладких отражающих плоскостей. При диффузном отражении параллельные лучи после отражения становятся не параллельными друг другу. Диффузно отражают шероховатые поверхности. Благодаря диффузному мы видим предметы, не излучающие свет.

Угол между падающим лучом и перпедикуляром, восставленным в точке его падения, называется углом падения. Угол между лучом отраженным и тем же перпендикуляром называется углом отражения.

Закон отражения света был открыт экспериментально: ЛУЧ ПАДАЮЩИЙ, ЛУЧ ОТРАЖЕННЫЙ И ПРЕПЕНДИКУЛЯР К ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД, ВОССТАВЛЕННЫЙ В ТОЧКЕ ПАДЕНИЯ ЛУЧА, ЛЕЖАТ В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ; УГОЛ ПАДЕНИЯ РАВЕН УГЛУ ОТРАЖЕНИЯ.

Предмет и его отражение в плоском зеркале симметричны относительно плоскости зеркала. Плоское зеркало дает прямое, равное, мнимое изображение.

На границе двух прозрачных сред наблюдается преломление света - явление, состоящее в том, что луч света, проходя во вторую среду изменяет свое первоначальное направление. Угол между лучом преломленным и перпедикуляром к границе сред, восставленным в точке преломления, называется углом преломления. Закон преломления света был открыт экспериментально: ПАДАЮЩИЙ ЛУЧ, ПРЕЛОМЛЕННЫЙ ЛУЧ И ПЕРПЕДИКУЛЯР К ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД, ВОССТАВЛЕННЫЙ В ТОЧКЕ ПАДЕНИЯ ЛУЧА, ЛЕЖАТ В ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ; ОТНОШЕНИЕ СИНУСА УГЛА ПАДЕНИЯ К СИНУСУ УГЛА ПРЕЛОМЛЕНИЯ ЕСТЬ ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ ДЛЯ ДАННЫХ ДВУХ СРЕД, И НАЗЫВАЕМАЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ВТОРОЙ СРЕДЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ПЕРВОЙ.

sin(i)/sin(r)=n.

Относительный показатель преломления зависит только от природы граничащих сред и от цвета падающего света.

Показатель преломления среды относительно вакуума, называется абсолютным показателем преломления.

Если i > r, то вторая среда называется оптически более плотной по сравнению с первой. Впоследствии оказалось, что относителный показатель преломления равен отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде. Абсолютный показатель преломления света равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.

n = c/v.

Лучи падающий и преломленный обратимы. При переходе луча из среды оптически более плотной в оптически менее плотную среду угол падения меньше угла преломления. При некотором угле (предельный угол полного внутреннего отражения) угол преломления станет равным. По мере увеличения угла падения уменьшается интенсивность преломленного луча и увеличивается интенсивность луча отраженного. При предельном угле падения перактически вся энергия падающего луча переходит к отраженному лучу - наблюдается полное внутреннее отражение. Т.к. Полное внутреннее отражение наблюдается, конечно, и при углах падения, больших предельного.

(sina₀)/(sin90⁰) = 1/n Þ sina₀=1/n.