III. СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Все тела, от которых исходит свет, называют источниками света. Различают тепловые и люминесцирующие источники света, источники отраженного света:
— тепловые источники света излучают свет потому, что имеют высокую температуру (Солнце, звезды, пламя, нить электрической лампы); тела начинают излучать свет при температуре около 800 °С; электрическую лампу изобрёл Александр Николаевич Лодыгин (1847-1923, Россия), современный вид лампе передал Томас Эдисон (1847-1931, США);
— люминесцирующие источники света – это холодные источники света, излучение которых не зависит от температуры (люминесцентные и газосветные лампы, экран телевизора, монитор компьютера, дисплей электронных устройств, светодиоды, гнилушки, светлячки, некоторые морские животные);
— источники отраженного света сами не излучают; они светятся только тогда, когда на них падает свет от некоторого источника. Например, Луна, планеты и их спутники, искусственные спутники Земли отражают свет Солнца; ночью предметы видим потому, что они отражают лунный свет или свет от тепловых и люминесцентных источников.
94. Как распространяется свет в однородной среде (§50)?
В однородной среде, состоящей из одного и того же вещества (например, воздуха, стекла, воды) свет распространяется прямолинейно.
Прямолинейное распространение света установил основатель геометрии Евклид (325-265 до н. э., Др. Греция).
95. Что такое световой пучок и световой луч (§51)?
— Световой пучок представляет собой узкий ограниченный световой поток; световые пучки можно выделить с помощью малых отверстий в непрозрачных пластинах, называемых диафрагмами.
Пучок света может быть параллельным (а), расходящимся(б), сходящимся (в).
Световые пучки от разных источников не зависят друг от друга и не влияют на распространение друг друга. Это свойство называют независимостью световых пучков.
— Световой луч – это линия, указывающая направление распространения света и используется для изображения световых пучков.
96. Что такое точечный источник света (§52)?
Точечный источник света – это такой источник, размеры которого малы по сравнению с расстоянием от него до наблюдателя.
Например, точечными источниками можно считать гигантские звезды, размеры которых ничтожно малы по сравнению с расстоянием до них, далеко расположенные осветительные фонари.
97. Что такое тень и полутень (§52).
— Тень – это область пространства за предметом, в которую не попадает свет от источника. Тень от предметов образуется при освещении их точечными источниками света.
— Полутень– это область, в которую попадает свет только от части источника света.
При освещении предметов протяженными источниками света образуется область тени и полутени. Например, когда Луна оказывается между Солнцем и Землей, от Луны на Землю падает область тени (полное солнечное затмение) и полутени (частное солнечное затмение).
98. В чём заключается закон отражения света (§53)?
Закон отражения света заключается в том, что:
— угол отражения света равен углу падения:
— падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр, восставленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости.
Падающий и отражённый лучи обратимы. Например, если световой пучок падает на зеркало в направлении АО, то отражаться он будет в направлении ОВ; если же свет будет падать на зеркало в направлении ВО, то отраженным будет луч ОА.
99. Что такое зеркальное и диффузное отражение света (§53)?
— Зеркальным называют такое отражение, когда гладкую (зеркальную) поверхность, остается параллельным и после отражения. Зеркально отражают гладкие полированные поверхности, зеркала, водная гладь.
— Диффузным называют такое отражение, когда параллельный пучок света, падающий на шероховатую поверхность, отражается рассеянно, т.е. лучи будут направлены в разные стороны. Благодаря диффузному (рассеянному) отражению мы видим окружающие предметы, окружающий мир.
100. По каким законам изображается предмет в плоском зеркале (§54)?
— Плоское зеркало даёт прямое и мнимое изображение предмета.
— Изображение предмета в плоском зеркале имеет те же размеры, что и предмет.
— Расстояние от предмета до плоского зеркала равно расстоянию от зеркала до изображения, т.е. предмет и его изображение симметричны относительно зеркала.
— Плоское зеркало даёт мнимое (недействительное, кажущееся) изображение предмета.
101. Какие сферические зеркала вы знаете и какими параметрами они характеризуются (§55)?
— Сферические зеркала являются частью поверхности полого шара. Сферические зеркала бывают вогнутые и выпуклые. У вогнутого зеркала зеркальной является внутренняя вогнутая поверхность полого шара. У выпуклого зеркала зеркальной является внешняя выпуклая поверхность полого шара.
— Сферические зеркала характеризуются полюсом, оптическим центром, радиусом, главной оптической осью, главным фокусом и фокусным расстоянием.
— На рисунке: т. С – полюс зеркала; т. О – оптический центр; СО – радиус зеркала; прямая СО – главная оптическая ось зеркала; т. F – главный фокус зеркала; расстояние FC – фокусное расстояние зеркала.
Вогнутые зеркала применяются:
— когда нужно создать параллельный пучок света. Для этого светящуюся лампу помещают в фокусе зеркала. Это используется в фонарях, фарах автомобилей, прожекторах:
— когда нужно собрать в фокусе падающий на зеркало пучок параллельных лучей. Это используется в телескопе-рефлекторе.
102. Что называют преломлением света (§57)?
Изменение направления распространения света при переходе из одной среды в другую называют преломлением света.
103. Чем характеризуется оптическая плотность среды (§57)?
Оптическая плотность среды характеризуется скоростью распространения света в ней. Чем больше скорость распространения света, тем меньше оптическая плотность среды. Например, оптическая плотность вакуума, где скорость света максимальная и составляет = 300 000 км/с, равна 1.
104. Как формулируется закон преломления света (§57)?
—Если луч света переходит из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную (например, из воздуха в воду), то угол преломления меньше угла падения ( < ).
— Если свет переходит из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную (например, из воды в воздух), то угол преломления больше угла падения ( > ).
— Лучи падающий и преломлённый, а также перпендикуляр, восставленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости.
— Синус угла падения так относится к синусу угла преломления, как скорость света в первой среде к скорости света во второй среде: .
105. Что называют предельным углом полного внутреннего отражения (§58)?
Явление полного внутреннего отражения наблюдается при переходе луча света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду. Угол падения, при котором наступает полное внутреннее отражение, называют предельным углом полного внутреннего отражения.
Явление полного внутреннего отражения используется, например, в призмах для изменения направления световых лучей. Такие призмы применяются в биноклях, перископах.
106. Что называют световодом и волоконной оптикой (§59)?
Гибкие стеклянные стержни, в которых входящий с одного конца световой луч, многократно испытывая полное внутреннее отражение, полностью выйдет с другого конца, называется световодом. Новая отрасль оптики, основанная на использовании световодов для передачи информации, называется волоконной оптикой.
107. Что называют линзой? Какие бывают типы линз (§60)?
Линзой называют прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Линзы бывают выпуклые (собирающие) и вогнутые (рассеивающие).
108. Что называют оптическим центром, главным фокусом и фокусным расстоянием линзы (§60)?
— Главная оптическая ось – это линия, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.
— Оптический центр линзы – это точка, через которую лучи света проходят без преломления. Через оптический центр линзы лучи проходят без преломления.
— Главный фокус линзы – это точка, в которой после преломления соберутся лучи света, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
109. Что называют оптической силой линзы (§60)?
Величину, обратную фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы: . Оптическая сила измеряется в диоптриях (дптр). 1 дптр = 1/м.
110. Как читается формула линзы (§61)?
Сумма величин, обратных расстояниям от предмета до линзы и от линзы до изображения , равна величине, обратной фокусному расстоянию : .
111. Чему равно увеличение линзы (§61)?
Увеличение линзы равно отношению расстояния от линзы до изображения к расстоянию от предмета до линзы : .
112. Из каких частей состоит глаз (§63)?
Глаз человека имеет шарообразную форму диаметром 25 см. Снаружи покрыт прочной белой оболочкой, называемой склерой (1). Передняя прозрачная часть склеры называется роговицей (2). За роговицей расположена радужная оболочка (3), определяющая цвет глаза. В центре радужной оболочки находится зрачок, за которым расположен прозрачный хрусталик (4), имеющий форму собирающей линзы. Оптическая система глаза даёт на его задней стенке, называемой сетчаткой (5), действительное, уменьшенное и перевёрнутое изображение предмета.
113. Что называют (§63): аккомодацией глаза? углом зрения ? расстоянием наилучшего зрения?
— Аккомодацией глаза называется приспособление глаза к изменению расстояния до предмета за счёт регулирования кривизны хрусталика.
— Углом зрения называют угол, под которым виден предмет из оптического центра глаза.
— Расстояние наилучшего зрения у нормального глаза взрослого человека составляет 25 см, у детей – около 10 см.
114. Чем отличаются недостатки зрения близорукость и дальнозоркость (§64)?
Известны два основных недостатка зрения: близорукость и дальнозоркость.
Отчётливое изображение предмета у близоруких людей получается перед сетчаткой, у дальнозорких – за сетчаткой глаза.
Близорукость исправляется ношением очков с рассеивающими (вогнутыми) линзами, дальнозоркость – с собирающими (выпуклыми) линзами.
115. Назовите оптические приборы и их назначения (§64).
Оптическими приборами называются приборы, действие которых основано на использовании линз. Это:
— очки, применяемые для исправления близорукости и дальнозоркости;
— лупа – линза с малым фокусным расстоянием (от 1 до 10 см), используемая для рассматривания мелких предметов;
— микроскоп, предназначенный для рассмотрения микроскопических тел;
— бинокль для наблюдения удалённых тел;
— телескоп для изучения небесных тел;
— перископ для наблюдения из-за укрытия;
— фотоаппаратдля получения четких фотографических снимков предметов;
— проекционные аппараты – диапроектор, кинопроектор, графопроектор – предназначенные для получения увеличенного изображения предмета на экране.
116. Как вычисляют увеличение лупы (§64)?
Лупа – это линза с малым фокусным расстоянием (от 1 до 10 см), используемая для рассматривания мелких предметов.
Увеличение лупы равно отношению расстояния наилучшего зрения к фокусному расстоянию лупы : .
117. Что называют спектром белого цвета (§65)?
— Белый цвет сложный; он состоит из семи простых цветов.
— Спектром белого цвета называется разноцветная полоса, полученная в результате разложения белого света и состоящая из семи простых цветов: красного, оранжевого, желтого, зелёного, голубого, синего и фиолетового (каждый охотник желает знать, где сидит фазан).
— Если параллельный пучок света направить на трехгранную призму, то на экране получается разноцветная полоса, называемая спектром белого света. Спектр возникает потому, что пучки разного цвета по-разному преломляются призмой. Лучи красного цвета преломляются слабее, а лучи фиолетового цвета – сильнее. Остальные цвета располагаются между ними.
Примером спектра солнечного света является радуга, образующаяся при разложении белого света на прозрачных каплях дождя.
118. Какие цвета называют (§66): дополнительными? основными?
— Дополнительными называют цвета, дающие при сложении белый цвет.
— Три спектральных цвета – красный, зелёный и синий – называют основными. Потому что ни один из них нельзя получить при сложении других цветов спектра; сложение этих трёх цветов может дать белый цвет; в зависимости о того, в какой пропорции складываются эти цвета, можно получить разные цвета и оттенки.
119. Объясните происхождение (§67): а) бесцветности тел, б) прозрачности тел, в) цвета поверхности тел.
На границе раздела двух сред происходят три явления: отражение (рассеивание), преломление, поглощение света. Цвет тела, освещаемого белым светом, зависит от того, свет какого цвета это тело рассеивает, пропускает или поглощает.
— Прозрачные или бесцветные тела, (например, стекло, вода, воздух), слабо отражают и попускают насквозь все цвета белого света.
— Красное стекло поглощает все цвета, кроме красного. Зеленое стекло поглощает все цвета, кроме зеленого.
— Цвет тела, освещаемого белым светом, определяется тем цветом, который он отражает. Например, красное тело отражает красный цвет, а остальные цвета поглощает.
Тест по теме «Преломление света» В-2.
2. Даны три прозрачные среды: вода, воздух, стекло. В какой среде скорость распространения света наибольшая?
А) в воздух Б) в воде В) в стекле Г) одинакова во всех средах
3. Как называется луч ОВ , изображенный на рисунке?
А) падающий Б) отраженный
В) преломленный Г) перпендикуляр к границе раздела сред
4.Из предложенных формулировок выберите первый закон преломления света
А) лучи падающий, преломленный и отраженный лежат в одной плоскости
Б) лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости
В) лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости
Г) лучи падающий, отраженный и перпендикуляр, проведенный к отражающей поверхности,
лежат в одной плоскости
5.Какая формула выражает закон преломления света?
А) α = ϒ Б) ϒ=n B) sinα = sin ϒ Г) ϒ=n
6. Известно, что угол падения больше угла преломления. Сравните оптические плотности сред
А) оптические плотности сред равны
Б) свет падает из оптически более плотной среды в менее плотную
В) свет падает из оптически менее плотной среды в оптически более плотную
Г) оптические плотности сравнить невозможно
7. Луч света падает на границу раздела двух сред и проходит ее не преломляясь. Что можно сказать о направлении падающего луча?
А) падающий луч направлен вдоль границы раздела сред
Б) падающий луч направлен перпендикулярно границе раздела сред
В) падающий луч направлен сверху вниз
Г) падающий луч направлен снизу вверх
8. Установите соответствие между физическими явлениями и законами, лежащими в их основе
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Физические явления законы
А) солнечный зайчик 1) преломление света
Б) «излом» карандаша в стакане с водой 2) прямолинейное распространение света
В) солнечное затмение 3) отражение света
9. Установите соответствие между углами и их обозначениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Тест по физике 8 класс «Преломление света»
7.Где правильно показаны ход светового луча при переходе из стекла в воздух?
А) 1 Б) 2 В) 3 Г) 4
8.Установите соответствие между явлением законом ,объясняющим его
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Физические явления законы
А) лунное затмение 1) прямолинейное распространение света
Б) кажущаяся глубина реки меньше, 2) отражение света
чем действительная 3) преломление света
В) образование блика
9. Установите соответствие между углом падения и углом преломления.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Ход луча соотношение
А) из воды в воздух 1) угол падения больше угла преломления
Б) из воздуха в воду 2) угол падения меньше угла преломления
В) из стекла в воздух 3) угол падения равен углу преломления
Тест по теме «Преломление света»
1.Чем характеризуется оптическая плотность среды?
А) плотность вещества Б) температурой среды В) взаимодействием частиц
Г) скоростью распространения света в среде
2. Даны три прозрачные среды: вода, воздух, стекло. В какой среде скорость распространения света наибольшая?
А) в воздух Б) в воде В) в стекле Г) одинакова во всех средах
3. Как называется луч ОВ , изображенный на рисунке?
А) падающий Б) отраженный
В) преломленный Г) перпендикуляр к границе раздела сред
4.Из предложенных формулировок выберите первый закон преломления света
А) лучи падающий, преломленный и отраженный лежат в одной плоскости
Б) лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости
В) лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости
Г) лучи падающий, отраженный и перпендикуляр, проведенный к отражающей поверхности,
лежат в одной плоскости
5.Какая формула выражает закон преломления света?
А) α = ϒ Б) = n B ) sinα = sin ϒ Г) = n
6. Известно, что угол падения больше угла преломления. Сравните оптические плотности сред
А) оптические плотности сред равны
Б) свет падает из оптически более плотной среды в менее плотную
В) свет падает из оптически менее плотной среды в оптически более плотную
Г) оптические плотности сравнить невозможно
7. Луч света падает на границу раздела двух сред и проходит ее не преломляясь. Что можно сказать о направлении падающего луча?
А) падающий луч направлен вдоль границы раздела сред
Б) падающий луч направлен перпендикулярно границе раздела сред
В) падающий луч направлен сверху вниз
Г) падающий луч направлен снизу вверх
8. Установите соответствие между физическими явлениями и законами, лежащими в их основе
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Физические явления законы
А) солнечный зайчик 1) преломление света
Б) «излом» карандаша в стакане с водой 2) прямолинейное распространение света
В) солнечное затмение 3) отражение света
9. Установите соответствие между углами и их обозначениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами
Тест с ответами: «Преломление света»
2. Преломлением света называют явление:
а) его перехода через границу раздела двух сред
б) изменения направления светового луча на границе раздела сред, имеющих разные оптические плотности +
в) распространения света сначала в одном, а потом в другом веществе
3. Угол преломления – это угол между:
а) преломленным лучом и границей раздела сред
б) преломленным лучом и продолжением падающего луча
в) преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела сред в точке падения на нее светового луча +
4. Если свет переходит из среды менее оптически плотной в оптически более плотную среду, то угол преломления светового луча всегда:
а) меньше угла падения (α > γ) +
б) равен углу падения (α = γ)
в) больше угла падения (α < γ)
5. Когда свет распространяется в оптически плотной среде и переходит в среду, менее оптически плотную, то угол преломления светового луча всегда:
а) меньше угла падения (α > γ)
б) равен углу падения (α = γ)
в) больше угла падения (α < γ) +
6. В каком веществе, с большей оптической плотностью или с меньшей, скорость света больше:
а) скорость света везде одинакова
б) с меньшей +
в) с большей
7. Когда свет, падающий на границу прозрачных веществ с разными оптическими плотностями, переходит через нее, не преломляясь:
а) при угле падения лучей на границу раздела веществ, равном 90°
б) в случае перехода света в вещество с меньшей оптической плотностью
в) когда падающие лучи перпендикулярны этой границе +
8. Показатель преломления – это постоянная для данных двух сред величина:
а) не зависящая от угла падения луча света и характеризующая преломляющие свойства этих двух сред +
б) определяющая зависимость преломляющих свойств двух сред от их прозрачности
в) зависящая от угла падения и показывающая степень этой зависимости
9. Какая формула выражает закон преломления света:
а) A/t = N
б) U/R = I
в) sinα/sinγ = n +
10. Для разных цветов показатели преломления:
а) не отличаются
б) отличаются +
в) зависит от состояния
11. Предельный угол полного отражения – минимальный угол, при котором не происходит переход света в другую среду, тал ли это:
а) нет +
б) да
в) периодически
12. Если падающий луч лежит в данной плоскости, то преломленный луч тоже лежит в:
а) другой плоскости
б) этой плоскости +
в) и там, и там
13. Полное отражение наблюдается при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, так ли это:
а) нет +
б) да
в) иногда
14. Угол падения всегда больше угла преломления, так ли это:
а) иногда
б) да
в) нет +
15. Показатель преломления данной среды зависит от свойств и состояния:
а) этой среды +
б) другой среды
в) оба варианта верны
16. Для двух определенных сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления зависит от условий проведения опыта, так ли это:
а) да
б) нет +
в) иногда
17. Оптически более плотная среда – та, в которой скорость света больше, так ли это:
а) нет +
б) да
в) нет верного ответа
18. Свет изменяет направление своего распространения на границе, т.к. скорость света в разных средах различается:
а) не изменяет
б) изменяет +
в) периодически изменяет
19. Угол преломления – это угол между поверхностью и преломленным лучом, правильно ли утверждение:
а) да
б) зависит от ситуации
в) нет +
20. В оптически более плотной среде угол:
а) больше
б) меньше +
в) не меняется
II вариант.
1. Если в данной среде угол меньше, то и скорость света в ней:
а) больше +
б) меньше
в) не меняется
2. Показатель преломления воды относительно стекла равен отношению скорости света в воде к скорости света в стекле, так ли это:
а) да
б) нет +
в) иногда
3. Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в среде превышает скорость света в вакууме, верно ли утверждение:
а) да
б) от части
в) нет +
4. Действие световода основано на явлении отражения света, верно ли утверждения:
а) да
б) нет +
в) отчасти
5. Каким должен быть угол отражения светового луча, чтобы падающий луч составлял с отраженным угол 60°:
а) 20°
б) 15°
в) 30° +
6. Скорость распространения света в некоторой жидкости равна 240 000 км/c. На поверхность этой жидкости из воздуха падает луч света под углом 25°. Определите угол преломления луча:
а) 30°
б) 20°+
в) 15°
7. Луч света переходит из глицерина в воду. Определите угол преломления луча, если угол падения луча равен 30°:
а) 33,5° +
б) 20,5°
в) 35°
8. При переходе луча света из первой среды во вторую угол падения равен 45°, а угол преломления 30°. Каков относительный показатель преломления второй среды по отношению к первой:
а) √3
б) 1
в) √2 +
9. Луч света при переходе из льда в воздух падает на поверхность льда под углом 15°. По какому направлению пойдет этот луч в воздухе:
а) 20° +
б) 30°
в) 25°
10. Как изменится угол между падающим и отраженным лучами света, если угол падения уменьшится на 20°:
а) уменьшится на 10°
б) уменьшится на 40° +
в) увеличится на 20°
11. Когда свет, падающий на границу прозрачных веществ с разными оптическими плотностями, переходит через нее, не преломляясь:
а) при угле падения лучей на границу раздела веществ, равном 90°
б) в случае перехода света в вещество с меньшей оптической плотностью
в) когда падающие лучи перпендикулярны этой границе +
12. Показатель преломления – это постоянная для данных двух сред величина:
а) не зависящая от угла падения луча света и характеризующая преломляющие свойства этих двух сред +
б) определяющая зависимость преломляющих свойств двух сред от их прозрачности
в) зависящая от угла падения и показывающая степень этой зависимости
13. Какая формула выражает закон преломления света:
а) A/t = N
б) U/R = I
в) sinα/sinγ = n +
14. Для разных цветов показатели преломления:
а) не отличаются
б) отличаются +
в) зависит от состояния
15. Выберите правильный ответ. Оптически более плотная среда — это среда, в которой
а) скорость распространения света больше
б) скорость распространения света меньше+
в) плотность ее вещества больше
г) плотность ее вещества меньше
16. Преломлением света это:
а) явление его перехода через границу раздела двух сред
б) явление распространения света сначала в одном, а потом в другом веществе
в) явление изменения направления светового луча на границе раздела сред, имеющих разные оптические плотности+
17. Преломленным лучом и границей раздела сред:
б) преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела сред в точке падения на нее светового луча+
в) преломленным лучом и продолжением падающего луча
18. Отметьте верный вариант. Если свет переходит из среды менее оптически плотной в оптически более плотную среду, то угол преломления светового луча всегда:
а) равен углу падения (α = γ)
б) меньше угла падения (α > γ)+
в) больше угла падения (α < γ)
19. Выберите верный ответ. Когда свет распространяется в оптически плотной среде и переходит в среду, менее оптически плотную, то угол преломления светового луча всегда
а) равен углу падения (α = γ)
б) меньше угла падения (α > γ)
в) больше угла падения (α < γ)+
20. Выберите правильный ответ. Предельный угол полного отражения – минимальный угол, при котором не происходит переход света в другую среду, так ли это:
а) нет +
б) да
в) периодически