Световые явления. Источники света. Распространение света
Материалы к уроку
Конспект урока
Самые яркие и самые красивые явления природы, с которыми человек знакомится в своей жизни – это световые явления. Чтобы убедиться в этом, вспомним пестрые блики солнечных зайчиков, радужную окраску мыльных пузырей, удивительный лазурный цвет неба, неповторимые краски на восходе и закате Солнца, цвета радуги на небе голубом! Явления, связанные с излучением, отражением, поглощением, преломлением света, называются световыми. А раздел физики, изучающий световые явления, называется оптикой. Кратко можно сказать, что оптика – наука о свете! Все живое на Земле существует благодаря лучистой энергии солнечного света. Человеку для жизни необходимы: кислород, вода и пища, тепло и свет. Откуда он их берет? Кислород мы получаем из атмосферного воздуха, воду – из рек и озер,
пищу дают растения и животные, тепло и свет нам дают Солнце, топливо и электричество. Солнечный свет вызывает в зеленом листе растений сложный биохимический процесс, в результате которого из воды, минеральных солей и углекислого газа образуются и накапливаются органические вещества (сахар, крахмал, клетчатка) и происходит выделение кислорода. Значит, солнечный свет производит кислород, которым мы дышим. Растения, которые растут и приносят урожай благодаря солнечному свету, дают пищу нам и животным. Древесину растений человек использует и как топливо. Другие виды органического топлива – уголь, нефть, торф - обязаны своим происхождением растениям и животным, которые жили многие тысячелетия назад. Мы можем сказать, что топливо – это «ископаемый» солнечный свет.
При помощи энергии топлива человек производит все, чем пользуется в своей жизни. Можем сказать, все, что сделано человеком – это «продукция Солнца»! В том числе и вода! Вспомним ранее изученный круговорот воды в природе! Но солнечный свет не только создал все живое. Свет позволяет нам познавать окружающий мир при помощи зрения. Более 90% всей информации об окружающем мире человек получает при помощи зрения.
Таким образом, излучение является одним из видов теплоотдачи, а свет – это излучение, которое воспринимается глазом. При изучении света мы вначале выделим главные аспекты: какие явления наблюдаются при распространении света и что является источниками света? Тела, от которых исходит свет, являются источниками света. Главным источником света на Земле является Солнце. Но свет испускают и другие источники: горящие дрова, электрическая лампа, свеча, звезды, светлячки. Другие тела: деревья, дома, все окружающие нас предметы, Луна, планеты, кометы света не испускают. Они видны потому, что свет от какого-то источника отражается от них и попадает в наши глаза. Значит, все источники света мы можем разделить на две группы. В первую попадут тела, которые сами испускают свет. Это – естественные источники света. К ним можно отнести: молнию, северное сияние, Солнце, звезды, туманности, пульсары, квазары. К другой группе относятся искусственные источники света. К ним относятся источники, созданные человеком: свеча, электрическая лампа, факел, газовая горелка, фонари освещения, неоновые рекламы, прожекторы, маяки. При изучении распространения света самой важной для нас информацией будет информация о том, куда идет свет и несет свою энергию. Мы будем использовать физические модели. Для удобства мы будем изображать узкие световые пучки с помощью отрезков прямой линии –светового луча. Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света Он начинается в источнике света и продолжается хоть до бесконечности. Стрелка на луче будет показывать направление, куда свет несет энергию. Свет может распространяться в вакууме, воздухе или другой прозрачной среде. Среда считается однородной, если ее физические свойства в разных точках имеют одинаковое значение (или различиями можно пренебречь). Вторая модель – точечный источник – это светящееся тело, размеры которого намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие и можно считать, что свет исходит из одной точки. С древности известен закон прямолинейного распространения света: свет в однородной среде распространяется прямолинейно.
Проведем опыт. Поставим две булавки на поверхности картона. Теперь попробуем поставить третью так, чтобы они были видны на одной прямой. Воткнем третью булавку и проведем линию, соединяющую основание булавок. Получится – прямая линия. Сделаем вывод: прямая получилась благодаря прямолинейному распространению света.
Проведем опыт. Поместим точечный источник (это может быть маленькая лампочка от карманного фонарика) на стойке на столе. На расстоянии около 1м – экран. В затемненном кабинете включим лампочку и поместим почти около экрана небольшой картонный квадратик. На экране увидим четкую тень квадратика. Делаем вывод: тень получилась благодаря прямолинейному распространению света. Проведенные от точечного источника прямые линии через края квадратика до экрана показывают области, в которые свет не попадает. Это область тени.
Проведем опыт. Теперь используем в качестве источника – настольную лампу с круглым плафоном. Повторим опыт. Увидим на экране четкую тень квадратика и нечеткую тень вокруг квадратика, а далее – светлая часть освещенного квадратика. Делаем вывод: при освещении тела не точечным источником света, вокруг тени образуется частично освещённое пространство – полутень. Она образуется из-за того, что источник света состоит из множества точек. Каждая точка испускает лучи. От одних точек свет попадает на экран, а от других нет, - там и образуется полутень. На экране есть область совершенно неосвещенная. Это центральная область - полная тень.
Прямолинейное распространение света используется для объяснения солнечных и лунных затмений. Во время лунного затмения Луна находится в области тени Земли, куда прямые солнечные лучи не попадают. Во время солнечного затмения, полностью закрытое луной солнце, смогут заметить лишь те наблюдатели, местоположение которых находится в области тени. Находясь в полутени, можно будет наблюдать лишь частичное затмение. Во время солнечного затмения мы видим только часть незакрытого Луной диска Солнца (тень четкая, потому что на Луне нет атмосферы).
А вот во время лунных затмений (в полнолуние) Луна при вхождении в тень, отбрасываемой Землей, не становится черной (невидимой), а становится постепенно красноватой. Примерно через час от начала лунного затмения Луна полностью становится красно - бурой. Это связано с тем, что солнечный свет рассеивается земной атмосферой и, попадая на поверхность Луны, отражается от нее. Этот свет и имеет красновато – бурый свет. Так как движения Земли и ее спутника Луны на сегодняшний день достаточно изучены, то ученые могут предсказать затмения на много лет вперёд. Полное солнечное затмение дает возможность наблюдать внешнюю часть атмосферы Солнца, которая в обычных условиях не видна из-за ослепительного блеска поверхности Солнца.
пищу дают растения и животные, тепло и свет нам дают Солнце, топливо и электричество. Солнечный свет вызывает в зеленом листе растений сложный биохимический процесс, в результате которого из воды, минеральных солей и углекислого газа образуются и накапливаются органические вещества (сахар, крахмал, клетчатка) и происходит выделение кислорода. Значит, солнечный свет производит кислород, которым мы дышим. Растения, которые растут и приносят урожай благодаря солнечному свету, дают пищу нам и животным. Древесину растений человек использует и как топливо. Другие виды органического топлива – уголь, нефть, торф - обязаны своим происхождением растениям и животным, которые жили многие тысячелетия назад. Мы можем сказать, что топливо – это «ископаемый» солнечный свет.
При помощи энергии топлива человек производит все, чем пользуется в своей жизни. Можем сказать, все, что сделано человеком – это «продукция Солнца»! В том числе и вода! Вспомним ранее изученный круговорот воды в природе! Но солнечный свет не только создал все живое. Свет позволяет нам познавать окружающий мир при помощи зрения. Более 90% всей информации об окружающем мире человек получает при помощи зрения.
Таким образом, излучение является одним из видов теплоотдачи, а свет – это излучение, которое воспринимается глазом. При изучении света мы вначале выделим главные аспекты: какие явления наблюдаются при распространении света и что является источниками света? Тела, от которых исходит свет, являются источниками света. Главным источником света на Земле является Солнце. Но свет испускают и другие источники: горящие дрова, электрическая лампа, свеча, звезды, светлячки. Другие тела: деревья, дома, все окружающие нас предметы, Луна, планеты, кометы света не испускают. Они видны потому, что свет от какого-то источника отражается от них и попадает в наши глаза. Значит, все источники света мы можем разделить на две группы. В первую попадут тела, которые сами испускают свет. Это – естественные источники света. К ним можно отнести: молнию, северное сияние, Солнце, звезды, туманности, пульсары, квазары. К другой группе относятся искусственные источники света. К ним относятся источники, созданные человеком: свеча, электрическая лампа, факел, газовая горелка, фонари освещения, неоновые рекламы, прожекторы, маяки. При изучении распространения света самой важной для нас информацией будет информация о том, куда идет свет и несет свою энергию. Мы будем использовать физические модели. Для удобства мы будем изображать узкие световые пучки с помощью отрезков прямой линии –светового луча. Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия от источника света Он начинается в источнике света и продолжается хоть до бесконечности. Стрелка на луче будет показывать направление, куда свет несет энергию. Свет может распространяться в вакууме, воздухе или другой прозрачной среде. Среда считается однородной, если ее физические свойства в разных точках имеют одинаковое значение (или различиями можно пренебречь). Вторая модель – точечный источник – это светящееся тело, размеры которого намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие и можно считать, что свет исходит из одной точки. С древности известен закон прямолинейного распространения света: свет в однородной среде распространяется прямолинейно.
Проведем опыт. Поставим две булавки на поверхности картона. Теперь попробуем поставить третью так, чтобы они были видны на одной прямой. Воткнем третью булавку и проведем линию, соединяющую основание булавок. Получится – прямая линия. Сделаем вывод: прямая получилась благодаря прямолинейному распространению света.
Проведем опыт. Поместим точечный источник (это может быть маленькая лампочка от карманного фонарика) на стойке на столе. На расстоянии около 1м – экран. В затемненном кабинете включим лампочку и поместим почти около экрана небольшой картонный квадратик. На экране увидим четкую тень квадратика. Делаем вывод: тень получилась благодаря прямолинейному распространению света. Проведенные от точечного источника прямые линии через края квадратика до экрана показывают области, в которые свет не попадает. Это область тени.
Проведем опыт. Теперь используем в качестве источника – настольную лампу с круглым плафоном. Повторим опыт. Увидим на экране четкую тень квадратика и нечеткую тень вокруг квадратика, а далее – светлая часть освещенного квадратика. Делаем вывод: при освещении тела не точечным источником света, вокруг тени образуется частично освещённое пространство – полутень. Она образуется из-за того, что источник света состоит из множества точек. Каждая точка испускает лучи. От одних точек свет попадает на экран, а от других нет, - там и образуется полутень. На экране есть область совершенно неосвещенная. Это центральная область - полная тень.
Прямолинейное распространение света используется для объяснения солнечных и лунных затмений. Во время лунного затмения Луна находится в области тени Земли, куда прямые солнечные лучи не попадают. Во время солнечного затмения, полностью закрытое луной солнце, смогут заметить лишь те наблюдатели, местоположение которых находится в области тени. Находясь в полутени, можно будет наблюдать лишь частичное затмение. Во время солнечного затмения мы видим только часть незакрытого Луной диска Солнца (тень четкая, потому что на Луне нет атмосферы).
А вот во время лунных затмений (в полнолуние) Луна при вхождении в тень, отбрасываемой Землей, не становится черной (невидимой), а становится постепенно красноватой. Примерно через час от начала лунного затмения Луна полностью становится красно - бурой. Это связано с тем, что солнечный свет рассеивается земной атмосферой и, попадая на поверхность Луны, отражается от нее. Этот свет и имеет красновато – бурый свет. Так как движения Земли и ее спутника Луны на сегодняшний день достаточно изучены, то ученые могут предсказать затмения на много лет вперёд. Полное солнечное затмение дает возможность наблюдать внешнюю часть атмосферы Солнца, которая в обычных условиях не видна из-за ослепительного блеска поверхности Солнца.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ