Теоретическая справка
Оптика – раздел физики, в котором изучаются закономерности световых явлений, природа света и его взаимодействие с веществом.
Основные понятия:
Свет – это излучение, воспринимаемое человеческим глазом.
Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется световая энергия.
Источник света – это тело, которое излучает свет. Источники света делятся на: тепловые – сильно нагретые тела, которые излучают свет и люминесцентные, т.е. холодные.
Точечный источник света – светящееся тело, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до освещаемого предмета.
Закон независимости световых лучей: при пересечении световых лучей каждый из них продолжает распространяться в прежнем направлении.
Скорость света в вакууме есть величина постоянная $3 \cdot 10^8$ м/с. Свет от удаленного источника падает на поверхность параллельным пучком лучей (например, лучи солнечные лучи, падающие на поверхность Земли).
Закон распространения света: в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно. С прямолинейностью распространения света связано образование тени и полутени.
Тень – это область пространства, куда не попадает свет от источника. Тень образуется, если источник света точечный. В этом случае на экране образуется четкая тень предмета.
Полутень – это область пространства, куда частично попадает свет от источника. Полутень образуется, если источник неточечный. В этом случае на экране образуется размытая тень (области тени и полутени).
Важно! При решении задач на прямолинейность распространения света и образование тени полезно помнить о подобии треугольников.
Образованием тени при падении света на непрозрачный предмет объясняются такие явления, как солнечное и лунное затмения (первый рисунок — лунное затмение, второй — солнечное).
Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ
1. На рис. 1 представлена схема движения Луны вокруг Земли, а на рис. 2 – изменение вида Луны для земного наблюдателя в течение лунного месяца.
 |
 |
|
Рис. 1 |
Рис. 2 |
Используя данные рисунков, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Полнолунию соответствует положение 5 Луны (рисунок 1).
2) По мере перемещения Луны из положения 5 в положение 6 земной наблюдатель видит рост освещённой части Луны.
3) Полный оборот вокруг Земли Луна делает за год.
4) Новолунию соответствует положение 1 Луны (рис. 1).
5) Лунное затмение можно наблюдать в новолуние, когда тень от Земли попадает на лунный диск.
Утверждение 1 — верно. Полнолуние – это когда с Земли видна полностью освещенная Луна – это положение 5. Утверждение 2 — неверно. В положении 5 Луна полностью освещена и находится в фазе полнолуния. По мере движения в положение 6 со стороны Земли видно все меньшее освещение Луны, то есть происходит ее убывание. Утверждение 3 — неверно. Полный оборот вокруг Земли Луна делает примерно за 27 земных суток. Утверждение 4 — верно. Новолунию соответствует положение 1, когда Луна полностью затемнена. Утверждение 5 — неверно. Лунное затмение — это затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землей. Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении, когда частично — о частном затмении. Когда Луна входит только в полутень Земли, говорят о частном полутеневом затмении. Необходимыми условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Луны к узлу её орбиты (т. е. к точке, где орбита Луны пересекает плоскость эклиптики); лунное затмение происходит, когда выполняются одновременно оба эти условия, то есть Луна должна находиться в состоянии полнолуния. Ответ: 14
2. Закон прямолинейного распространения света объясняет
А. образование тени.
Б. солнечное затмение.
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Закон прямолинейного распространения света объясняет и образование тени от препятствий, и образование солнечных затмений. Ответ: 3
3. Закон прямолинейного распространения света объясняет
А. лунное затмение.
Б. дисперсию света.
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Закон прямолинейного распространения света объясняет образование лунных затмений. Дисперсия — зависимость показателя преломления от частоты световой волны. Ответ: 1
4. На рисунке изображены точечный источник света L, предмет K и экран, на котором получают тень от предмета. При мере удаления предмета от источника света и приближения его к экрану (см. рисунок)
1) размеры тени будут уменьшаться
2) размеры тени будут увеличиваться
3) границы тени будут размываться
4) границы тени будут становиться более чёткими
По мере удаления предмета от источника света и приближения его к экрану размеры тени будут уменьшаться (см. рисунок). Границы тени не будут ни размываться, ни становиться более чёткими. Ответ: 1
5. На рис. 1 представлена схема движения Луны вокруг Земли, а на рис. 2 – изменение вида Луны для земного наблюдателя в течение лунного месяца.
|
|
| Рис. 1 | Рис. 2 |
Используя данные рисунков, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Полнолунию соответствует положение 1 Луны (рис. 1).
2) По мере перемещения Луны из положения 1 в положение 3 земной наблюдатель видит рост освещённой части Луны.
3) Полный оборот вокруг Земли Луна делает за сутки.
4) Новолунию соответствует положение 5 Луны (рис. 1).
5) Лунное затмение можно наблюдать в полнолуние, когда тень от Земли попадает на лунный диск.
Утверждение 1 — неверно. Полнолуние – это когда с Земли видна полностью освещенная Луна – это положение 5. Утверждение 2 — верно. В положении 1 Луна полностью затенена и находится в фазе новолуния. По мере движения в положение 3 со стороны Земли видно все большее освещение Луны, то есть происходит ее рост. Утверждение 3 — неверно. Полный оборот вокруг Земли Луна делает примерно за 27 земных суток. Утверждение 4 — неверно. Новолунию соответствует положение 1, когда Луна полностью затемнена. Утверждение 5 — верно. Лунное затмение — это затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землей. Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении, когда частично — о частном затмении. Когда Луна входит только в полутень Земли, говорят о частном полутеневом затмении. Необходимыми условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Луны к узлу её орбиты (т. е. к точке, где орбита Луны пересекает плоскость эклиптики); лунное затмение происходит, когда выполняются одновременно оба эти условия, то есть Луна должна находиться в состоянии полнолуния. Ответ: 25
6. Точечный источник света перемещают из точки А в точку Б. При этом тень от шара на экране Э
1) увеличивается в диаметре
2) уменьшается в диаметре
3) становится более чёткой
4) становится более размытой по краям
По мере удаления предмета от источника света и приближения его к экрану размеры тени будут уменьшаться (см. рисунок). Границы тени не будут ни размываться, ни становиться более чёткими. Ответ: 2
7. На рисунке изображены точечный источник света L, предмет K и экран, на котором получают тень от предмета. При мере удаления источника от предмета и экрана (см. рисунок)
1) размеры тени будут уменьшаться
2) размеры тени будут увеличиваться
3) границы тени будут размываться
4) границы тени будут становиться более чёткими
По мере удаления предмета от источника света и приближения его к экрану размеры тени будут уменьшаться (см. рисунок). Границы тени не будут ни размываться, ни становиться более чёткими. Ответ: 1
В открытом банке ФИПИ больше нет заданий по теме «Закон прямолинейного распространения света»