В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Законы прямолинейного распространения света

Понятие спектра. Спектр (лат. spectrum «виде́ние») в физике – это распределение значений физической величины (обычно энергии, частоты или массы). Обычно под спектром подразумевается электромагнитный спектр — спектр частот (или то же самое, что энергий квантов) электромагнитного излучения.

Закон прямолинейного распространения света

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА — раздел оптики, в к ром изучаются законы распространения оптического излучения (света) на основе представлений о световых лучах. Под световым лучом понимают линию, вдоль к рой распространяется поток световой энергии. Понятием луча можно… … Физическая энциклопедия

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Этот опыт демонстрирует собой закон пря­молинейного распространения света, установ­ленный в глубокой древности. О нем свыше 2500 лет тому писал древнегреческий ученый Эвклид. Кстати, в геометрии понятия луча и прямой линии возникли на основе представ­ления о световых лучах.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Другой пример – мираж, который часто наблюдают путешественники на раскаленных солнцем дорогах. Они видят впереди оазис, но когда приходят туда, кругом оказывается песок. Сущность в том, что мы видим в этом случае свет, прошедший над песком. Воздух сильно раскален над самой дорогой, а в верхних слоях холоднее. Горячий воздух, расширяясь, становится более разреженным и скорость света в нем больше, чем в холодном. Поэтому свет проходит не по прямой, а по траектории с наименьшим временем, заворачивая в теплые слои воздуха.

Прямолинейное распространение света

На пути лучей от точечного источника S (размерами которого можно пренебречь) поставлена ваза, а еще дальше – экран, на котором мы видим тень от вазы. Очевидно, что отбрасывание тени является подтверждением правильности концепции луча света и его прямолинейного распространения. Если вглядеться в форму тени, то можно убедиться в том, что она геометрически подобна форме самого предмета. Из известной теоремы Фалеса можно заключить, что свет распространяется прямолинейно.

Закон прямолинейного распространения света

Вам неоднократно доводилось видеть прямолинейные солнечные лучи, пронизывающие облака, или тонкий прямой луч, пробивающийся в запыленной комнате через щель в окне. Находясь под водой, тоже можно наблюдать прямые солнечные лучи, идущие сквозь воду. Все это – проявления закона прямолинейного распространения.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Впервые осуществлен датчанином Олафом Ремером в 1676 г. Когда Земля очень близко подошла к Юпитеру (на расстояние L₁), промежуток времени между двумя появлениями спутника Ио оказался 42 ч 28 мин; когда же Земля удалилась от Юпитера на расстояние L₂, спутник стал выходить из тени Юпитера на 22 мин. позднее. Объяснение Ремера: это запаздывание происходит за счет того, что свет проходит дополнительное расстояние Δ L = L₂ – L₁.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Световой луч — это прямая, вдоль которой распространяется свет. Условно лучом называют узкий пучок света. Если мы видим предмет, то это означает, что нам в глаз попадает свет от каждой точки предмета. Хотя световые лучи выходят из каждой точки по всем направлениям, лишь узкий пучек этих лучей попадает в глаз наблюдателя . Если наблюдатель сдвинет голову чут ь в сторону, то в его глаз от каждой точки предмета будет попадать уже другой пучек лучей.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Опытным доказательством этого закона могут служить резкие тени, отбрасываемые непрозрачными телами при освещении светом источника достаточно малых размеров («точечный источник»). Другим доказательством может служить известный опыт по прохождению света далекого источника сквозь небольшое отверстие, в результате чего образуется узкий световой пучок. Этот опыт приводит к представлению о световом луче как о геометрической линии, вдоль которой распространяется свет. Следует отметить, что закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через малые отверстия, размеры которых сравнимы с длиной волны. Таким образом, геометрическая оптика, опирающаяся на представление о световых лучах, есть предельный случай волновой оптики при λ → 0 . Границы применимости геометрической оптики будут рассмотрены в разделе о дифракции света.

Развитие взглядов на природу света

Как и для любого другого излучения, имеется источник оптического излучения и приёмник оптического излучения. Приёмником оптического излучения, может быть, например, человеческий глаз. Человеческий глаз способен воспринимать оптическое излучение с длиной волны от 400 до 760 нм. Это видимое излучение. Кроме видимого излучения, к оптическому излучению также относятся инфракрасное излучение (с длиной волны от 0,75 до 2000 мкм) и ультрафиолетовое излучение (с длиной волны от 10 до 400 нм). Световые волны изучают с помощью оптических методов, которые исторически сложились при анализе законов видимого света.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Пример плоской волны Сферическая волна — это волна, фронт которой представляет собой сферу Рис. Пример сферической волны Отметим, что понятие светового луча — чисто геометрическое, реальных световых лучей в природе мы не встретим. Это понятие используют для схематического изображения световых пучков.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Закон прямолинейного распространения утверждает, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Этот закон является приближенным: при прохождении света через очень малые отверстия наблюдаются отклонения от прямолинейности, тем большие, чем меньше отверстие.  [5]

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Энергия в каждом пучке распространяется независимо от других пучков; освещенность поверхности, на которую падает несколько пучков, равна сумме освещенностей, создаваемых каждым пучком в отдельности. Луч света в однородной среде прямолинеен до тех пор, пока он не дойдет до границы этой среды с другой средой.

В чем состоит закон прямолинейного распространения света

Луч – часть прямой, указывающей направление распространения света. Понятие луча ввел Евклид (геометрическая или лучевая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения, основанные на понятии луча, без учета природы). Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени.

Основные законы оптики

По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного — растет (рис.230, а—в). Если = , то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего (рис. 230, г). Таким образом, при углах падения в пределах от до /2 луч не преломляется, а полностью отражается в первую среду, причем интенсивности отраженного и падающего лучей одинаковы. Это явление называется полным отражением.