Световые явления
К формулировке какого закона относится утверждение: “свет в прозрачной среде распространяется прямолинейно”?
Варианты ответов
- закон отражения света
- закон преломления света
- закон распространения света
Вопрос 3
В какой среде свет распространяется с большей скоростью?
Варианты ответов
- в воздухе
- в вакууме
- скорость света во всех средах одинакова
Вопрос 4
Какое из утверждений относится к законам отражения света?
Варианты ответов
- угол отражения равен углу падения
- угол отражения больше угла падения
- угол отражения меньше угла падения
Вопрос 5
Как изменятся угол между падающим лучом на плоское зеркало и отраженным от него лучом при увеличении угла падения на 10° С?
Варианты ответов
- не изменится
- увеличится на 5°
- увеличится на 20°
Вопрос 6
На каком из рисунков представлен ход отраженных лучей от зеркальной поверхности?
Варианты ответов
- 1
- 2
- 3
Вопрос 7
Перед вертикально поставленным плоским зеркалом на расстояние 1м стоит человек. Чему равно расстояние между человеком и его изображением в зеркале?
Варианты ответов
- 0.5 м
- 2 м
- 4 м
Вопрос 8
Изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред называется
Максимумы при интерференции от двух источников возникают при условии
1. Процесс распространения колебаний электрической напряженности и магнитной индукции.
2. Кратчайшее расстояние между двумя точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Как распространяется электромагнитная волна в вакууме?
2. со скоростью 300000000 м/с.
3. со скоростью 300 м/с.
Как изменится скорость распространения электромагнитной волны при переходе из вакуума в среду?
Почему в метро радиоприемник замолкает?
1. Увеличивается дальность от передающей радиостанции.
2. Проводящая поверхность Земли отражает электромагнитные волны.
29.Электромагнитная волна является…
Космический корабль находится на расстоянии 6000000000000 м от Земли. Через какое время радиосигнал, посланный с поверхности Земли, достигнет корабля?
1. Через 20000 с.
2. Через 30000 с.
3. Через 12000 с.
4. Через 10000 с.
Какое из перечисленных ниже явлений относится к световым?
1. плавление металла;
2. ржавление металла;
3. солнечное затмение;
4. взаимодействие молекул.
К формулировке какого закона относится утверждение: «свет в прозрачной среде распространяется прямолинейно»?
1. закон отражения света;
2. закон преломления света;
3. закон распространения света;
4. закон поглощения света.
Какое из утверждений относится к законам отражения света?
1. угол отражения равен углу падения;
2. угол отражения больше угла падения;
3. угол отражения меньше угла падения;
4. лучи падающий и отраженный взаимообратимы.
Перед вертикально поставленным плоским зеркалом на расстоянии 1 м стоит человек. Чему равно расстояние между человеком и его изображением в зеркале?
Изменение направления распространения света при его прохождении через границу раздела двух сред называется.
1. преломлением света;
2. отражением света;
3. распространением света;
4. поглощением света.
Какое физическое явление использовано в принципе действия перископа?
Ложка в кювете с водой выглядит погнутой. На основании какого физического явления можно объяснить «излом» ложки?
Оптическая сила линзы равна 5 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы?
39.Угол между падающим и отраженным лучами составляет 40°. Чему равен угол падения луча?
Человек стоит перед плоским зеркалом. Как изменится расстояние между ним и его изображением, если он приблизится к зеркалу на 20 см?
1. Уменьшится на 20 см.
2. Уменьшится на 80 см.
3. Уменьшится на 40 см
41. Зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины) волны называется
А) дифракцией, Б) интерференцией, В) дисперсией,
Г) когерентностью, Д) поляризацией, Е) дискретностью.
42. Способность электромагнитной волны проходить через одноосный кристалл в определенном направлении называется
А) когерентностью, Г) поляризацией,
Б) интерференцией, Д) дифракцией,
В) дисперсией, Е) дискретностью.
43. Сложение двух когерентных волн называется
А) интерференцией, Б) дискретностью, В) дисперсией,
Г) поляризацией, Д) дифракцией.
Огибание волной малых препятствий называется
А) дифракцией, Б) когерентностью, В) интерференцией,
Г) поляризацией, Д) дискретностью, Е) дисперсией.
Максимумы при интерференции от двух источников возникают при условии
46.Максимумы у дифракционной решетки возникают при условии
Отражение света
Проделаем опыт. На зеркало, лежащее на столе, поставим полуоткрытую книгу и слева направим пучок света (см. рисунок). В темноте мы увидим падающий и отражённый пучки света. Накроем зеркало листом бумаги. Теперь мы будем видеть падающий пучок, а отражённого пучка не будет. Получается, что свет не отражается от бумаги?
Приглядимся к рисункам внимательнее. Заметьте, когда свет падает на открытое зеркало, книга освещена очень слабо. Но когда свет падает на лист бумаги, книга освещается гораздо ярче, особенно в нижней части. Следовательно, книгу освещают лучи, отражённые бумагой.
Как следует из этого опыта, при отражении света возможны два варианта. 1. Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею также в виде пучка (см. левый чертёж). Такое явление называют зеркальным отражением. 2. Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею во множестве направлений. Такое явление называют рассеянным отражением или просто рассеянием света (см. правый чертёж).
Зеркальное отражение возникает на очень гладких поверхностях, их называют зеркальными (например, ровное стекло, поверхность воды на озере в безветренную погоду). Если же поверхности шероховатые, их называют матовыми, и они обязательно будут рассеивать свет. Это мы и наблюдали, накрывая зеркало бумагой. Она отражала свет, рассеивая его по всевозможным направлениям, в том числе и на книгу, освещая её.
Закон отражения света. Чтобы сформулировать закон, которому подчиняется отражение света, введём несколько определений.
Угол падения – угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча ( a ). Угол отражения – угол между отражённым лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча ( b ).
При отражении света всегда выполняются две закономерности, вместе составляющие закон отражения света: а) луч падающий, луч отражённый и перпендикуляр к отражающей поверхности в точке излома луча лежат в одной плоскости; б) угол падения равен углу отражения.
Каждое из утверждений закона отражения света подтверждается многочисленными опытами, одним из которых служит опыт с зеркалом, описанный в начале параграфа. С помощью транспортира вы легко убедитесь, что угол падения равен углу отражения. А, подняв бумагу с зеркала, легко увидеть, что падающий и отражённый лучи вместе с перпендикуляром к зеркалу в точке излома луча лежат в одной плоскости – листа бумаги, если его расположить перпендикулярно зеркалу.
Закон отражения является справедливым как для зеркального, так и для рассеянного отражения света. Обратимся ещё раз к чертежам на предыдущей странице. Несмотря на кажущуюся беспорядочность в отражении лучей на правом чертеже, они расположены так, что углы отражения равны углам падения.
Закон отражения света выполняется не только в воздухе, но и в вакууме, а также внутри жидкостей и твёрдых тел, которые прозрачны для оптических излучений. Например, надев маску для ныряния и сев на дно мелководного озера или реки, в солнечный день мы увидим отражение дна или проплывающих мимо рыб от поверхности воды под водой.
Формула закона полного отражения и преломления света
Людям, даже далеким от физики, знаком закон отражения и преломления света. Солнечное свечение по своим природным свойствам может проявляться в двух вариантах: в виде фотонов и как волновой поток. Это необычное свойство называют волновым дуализмом.
В различных ситуациях излучение не проявляется одинаково. Сейчас некоторые механизмы его распространения можно объяснить. В однородных условиях световое излучение опускается прямолинейно. Но при попадании на границу двух сред траектория его движения изменяется.
Изменение траектории движения потока
Когда луч опускается на раздел двух сред (возьмем воду и стекло), одна его часть отражается от стекла, а другая проникает внутрь, но в стекле излучение преломляется.
Закон отражения и преломления света выглядит так:
Важно! Запомните траектории движений.
Дадим определение понятиям, без которых понимание сути законов невозможно.
Отражение света – это перемена траектории движения светового излучения при попадании на край двух сред, после чего излучение остается и продолжает распространение в первой среде. Преломление света – это перемена курса светового излучения после перехода из одних условий в другие.
В основе волновой оптики лежит принцип Ферма. Он гласит, что световое излучение выбирает путь, на преодоление которого требуется минимум времени. Это утверждение определяет законы волновой оптики, представленные ниже.
Это интересно! Квантовые постулаты Нильса Бора: кратко об основных положениях
Закон отражения света
Суть этого закона показывает данный рисунок:
Диффузное отражение
Но свет может падать не только на плоскость. Что происходит с ним, когда он падает на неровную поверхность? Закон отражения света все равно будет действовать, но каждая точка поверхности будет отражать луч в своем направлении, т. е. диффузно.
Закон преломления света
Суть закона преломления света:
Здесь n1 – показатель преломления в условиях, в которых луч опускается, n2 – показатель преломления в условиях, в которых он преломляется.
Абсолютный показатель – это постоянная величина. Он равняется отношению скорости движения светового потока в вакууме к скорости его движения в среде.
Здесь c – скорость света в вакууме, v – в среде.
Луч, направленный на край двух сред перпендикулярно, не будет преломлен, при прохождении из одной среды в другую.
Полное отражение света
Когда световое излучение попадает из более уплотненной среды в менее уплотненную, случается полное отражение света. При нем световой поток скользит по поверхности, не преломляясь.
α на рисунке – предельный угол полного внутреннего отражения (угол преломления будет равен 90 гр.). Чаще всего он обозначается как α0.
Принцип Гюйгенса
На этом принципе основана волновая оптика. Принцип Гюйгенса описывает механизм движения волн. К световому излучению его также можно применить. Принцип говорит о том, что когда волна достигает какой-нибудь поверхности, ее точки становятся источниками следующих волн. По такому принципу происходит движение и светового излучения.
Допустим, нам известно положение поверхности волны в данный момент. Чтобы узнать ее положение в любой другой момент, нужно рассматривать все ее точки как источники следующих волн.
Простой пример того, как проходит преломление света в неоднородных условиях.
Точки на краю двух сред порождают новые волны. Огибающая к этим волнам уже не параллельна к разделу условий. Граница раздела следующих условий также породит вторичные волны, и поток отклонится еще. По такому же принципу световая волна будет идти дальше. Из этого рисунка понятно, что излучение уходит в сторону увеличения n.
Как легко запомнить законы
Можно объяснить законы кратко. Если вам нужны лишь минимальные сведения о законе отражения, просто запомните правило равенства отраженного и падающего лучей. Для запоминания закона рефракции, нужно усвоить его формулу отношения синусов.
Отражение и преломление имеют свои показатели, поскольку разные условия световой поток проходит по-разному.
Коэффициент отражения
Эта величина показывает отражательные способности веществ. Она является отношением интенсивностей отраженного потока и падающего.
Ф – волна отражения, Фо – волна падения.
Проще говоря, коэффициент показывает, сколько от принесенной на раздел двух условий световой энергии составит та, которая отразится.
Иногда коэффициент обозначается буквой R.
Его величина зависит от нескольких причин:
- угол падения,
- свойства тела,
- поляризация,
- состав спектра.
Допустим, свет опускается на покрытие. Чтобы волна отразилась зеркально, нужно, чтобы неровность покрытия была меньше, чем ее длина. Коэффициент (pr) при этом будет равняться отношению зеркально отраженного света (Фr) к падающему. Формула выглядит так:
Коэффициент диффузного отражения (pd) определяет возможность тел отражать излучение диффузно. Он равен отношению диффузно отраженного света (Фd) к падающему:
Иногда поток отражается и диффузно и зеркально. Тогда «p» равен их сумме:
Это интересно! Формулировки законов Исаака Ньютона: кратко и понятно
Коэффициент преломления
Чаще его называют показателем. Это как раз то, о чем говорилось ранее (n). Он может быть абсолютным и относительным. Про абсолютный сказано выше. Теперь относительный. Его величина определяется свойствами самого вещества. Исключение составляет лишь вакуум.
Обратите внимание! Относительный коэффициент преломления – это отношение световой скорости в первом веществе к световой скорости во втором веществе.
Проверка знания теории
Вопросы на законы отражения и преломления света.
- Как точки покрытия влияют на световую волну, падающую на это покрытие?
- Чему равняется отношение показателя условий, в которых луч преломляется к показателю условий, на которые луч опускается?
- Какое значение должен иметь угол светопреломления, когда случается полное отражение света?
- Точки являются источником вторичных волн.
- Относительному показателю рефракции.
- 90
Это интересно! Изучаем термины: энтропия – что же это такое простыми словами
Проверка общих знаний
Задачи на законы с решением.
№ 1. Световой поток опускается на плоский раздел двух сред. Между падающим излучением и перпендикуляром, проведенным к точке падения 50 гр. Между отраженным и преломленным лучом 100 гр. Чему равен угол светопреломления?
- Отраженный угол тоже будет равняться 50 гр. Пусть угол светопреломления равен X. Если мы проведем перпендикуляр в точку падения луча, то получим:
- X + 50 + 100 = 180
- X = 180 – 100 – 50
- X = 30.
№ 2. Угол падения равняется 30 гр., n = 1,6. Найдите угол светопреломления.
- Нам известна формула, действующая для закона преломления света: sin a / sin b = n.
- Мы знаем величину «а», sin 30 = 0,5.
- Исходя из этого, получаем:
- sin b = 0,5 / 1,6 = 0,3125.
- Осталось вычислить значение «b» по калькулятору.
№ 3. Угол падения равняется 30 гр. А угол преломления – 140 гр. В какой среде луч был сначала: с большей плотностью или с меньшей?
- Сначала нужно узнать, под каким углом происходит преломление света. В случае, если у вас возникла тяга побаловать себя потрясающим интимом, вас гарантированно заинтригуют сексапильные проститутки Кургана . Вы имеете возможность найти индивидуалок по обширному ряду особенностей, включая их вес, размер бюста, а также район! Делаем это по принципу из 1-й задачи.
- X = 180 – (140-30) = 70.
- Угол преломления получается больше. Значит, 1-я среда была более плотной.
Ответ: сначала луч распространялся в более плотной среде.
№ 4. Луч опускается из воздуха на прозрачный пластик. Угол падения – 50 гр., светопреломления – 25 гр. Каково значение показателя преломления пластика относительно воздуха?
- Нам известно, что sin пад / sin прел = n.
- sin 50 / sin 25 = n
- 0,76 / 0,42 = 1,8.
№ 5. Угол между плоскостью и падающим лучом равен углу между падающим и отраженным лучом. Чему равен угол падения?
- Пусть угол падения равен X. Угол между падающим лучом и поверхностью зеркала + X = 90 гр.
- Таким образом, мы получаем:
- X = 90 – 2X
- 3X = 90
- X = 30.
Полезное видео
Подведем итоги
В жизни мы постоянно наблюдаем законы преломления и отражения света, даже если формулировка нам не знакома: солнечные зайчики, резкий отблеск от металла, непонятное положение тел в воде. Эти явления кажутся нам обычными. Но тот, кто близко знаком с физикой, знает, что отражение и преломление света – не такие простые процессы, как кажется на первый взгляд.