Свет в однородной среде (например, в воздухе, вакууме, стекле без примесей) распространяется прямолинейно. Это явление подтверждается образованием резких теней от предметов и опытами с солнечными лучами.
Закон прямолинейного распространения света:
В однородной прозрачной среде свет распространяется по прямым линиям.
Ограничения:
-
В неоднородных средах (например, воздух с разной температурой) свет может искривляться (рефракция).
-
На границе сред наблюдается преломление и отражение.
Точечный источник света
Точечный источник — это идеализированный объект, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до наблюдателя или экрана.
Характеристики:
-
Излучает свет равномерно во все стороны.
-
Создает расходящийся пучок лучей.
-
Примеры: звезды (из-за огромного расстояния кажутся точками), маленькая лампочка вдали.
Луч света
Луч — это линия, вдоль которой распространяется световая энергия. В оптике луч используют для упрощенного представления направления распространения света.
Свойства лучей:
-
В однородной среде лучи прямые.
-
Лучи не видны сами по себе, но их можно наблюдать при рассеянии света на частицах (например, луч лазера в задымленном помещении).
-
Пучок света состоит из множества лучей.
Важные понятия для ЕГЭ
-
Тень и полутень
-
Тень — область, куда не попадает свет от источника.
-
Полутень — область, куда свет попадает частично (при наличии нескольких источников или протяженного источника).
-
-
Закон отражения (актуален даже при прямолинейном распространении):
-
Угол падения = углу отражения (α=β).
-
Луч падающий, отраженный и нормаль лежат в одной плоскости.
-
-
Закон преломления (Снеллиуса):
n1sinα=n2sinγгде n1,n2— показатели преломления сред.
Примеры задач из ЕГЭ
Задача 1:
Почему в атмосфере Земли свет звезд может отклоняться от прямолинейного распространения?
Ответ: Из-за неоднородности атмосферы (разная плотность, температура).
Задача 2:
Как изменится тень предмета, если точечный источник света приблизить к нему?
Ответ: Тень увеличится, так как угловой размер тени растет.
