Перейти к контенту
Бачигина ирина георгиевна кабинет

Закон прямолинейного распространения света формулировка

Получите бесплатную консультацию прямо сейчас:
+7 (499)  Доб. 448Москва и область +7 (812)  Доб. 773Санкт-Петербург и область
  • Для жителей Москвы и МО - +7 (499) Доб. 448
  • Санкт-Петербург и Лен. область - +7 (812) Доб. 773

В текущей главе нами будут рассмотрены два подраздела оптики. Задолго до возникновения понимания истинной физической природы света человечеству уже были известны основные законы геометрической оптики. Закон прямолинейного распространения света гласит, что в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Иное доказательство заключается в достаточно известном эксперименте по прохождению света далекого источника сквозь малое отверстие, с образующимся в результате узким световым пучком. Данный опыт подводит нас к представлению светового луча в виде геометрической линии, вдоль которой распространяется свет.

У вас уже есть абонемент?

Геометрическая оптика — раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах. Основные законы геометрической оптики были известны задолго до установления физической природы света. Закон был известен очень давно. Благодаря этому свойству света древние архитекторы выставляли ряды колонн.

Закон прямолинейного распространения света формула

Изображая распространение света на чертежах, световые пучки заменяют лучами. Световой луч — это линия, указывающая преобладающее направление распространения энергии электромагнитной волны в пучке света. Световой луч является геометрической моделью пучка света. Характерной особенностью светового луча является его прямолинейность , если свет распространяется в однородной среде. Проделаем опыт. В аквариум нальём воды, добавим каплю молока и перемешаем воду, чтобы она стала мутной. Дорогие читатели!

Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер. Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему - обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефонам, представленным на сайте. Это быстро и бесплатно! У вас уже есть абонемент? На этом уроке мы вспомним основные понятия из геометрической оптики, а также некоторые понятия из волновой оптики.

Ознакомимся с двумя законами, а именно законом прямолинейного распространения света и законом независимого распространения света. Прозрачная среда — это среда, в которой световая волна проходит расстояние, существенно превосходящее длину световой волны, без существенного уменьшения энергии. Геометрическая оптика — это предельный случай волновой оптики, когда размеры объектов в данной физической ситуации, значительно больше длинны световой волны.

Понятно, что именно законы геометрической оптики были открыты значительно раньше, чем законы волновой оптики. Так как размеры предметов, которые нас окружают, значительно больше, чем длина световой волны. А теперь усовершенствуем его, учитывая принципы волновой оптики, с которыми мы уже ознакомились, и свойства распространения волн. Световой луч — линия, вектор касательной к которой перпендикулярен фронту световой волны и направлен в сторону переноса энергии световой волны в данной точке.

Волны, в зависимости от фронта, делятся на разные виды. Мы будем работать с волами двух типов, а именно плоскими и сферическими. Плоская волна — это волна, фронт которой представляет собой плоскость. Например, волна от длинной светящейся лампы Рис. Отметим, что понятие светового луча — чисто геометрическое, реальных световых лучей в природе мы не встретим.

Это понятие используют для схематического изображения световых пучков. Именно со световыми пучками мы имеем дело в реальной жизни. Первый закон геометрической оптики говорит об этом: вклад каждого светового луча в суммарное освещение не зависит от влияния других лучей.

Формулировка: е сли световые лучи пересекаются, то они не оказывают никакого влияния друг на друга. Каждый луч освещает пространство так, как если бы других лучей вообще не было. Этот закон справедлив для световых пучков сравнительно небольшой интенсивности. Если же мы имеем дело со световыми пучками большой интенсивности, будут наблюдаться отклонения от выполнения этого закона. В прозрачной однородной среде световые лучи являются прямыми линиями свет распространяется прямолинейно.

Следует отметить, что обобщением всех законом геометрической оптики является всего лишь один принцип, так называемый принцип наименьшего времени или иначе — принцип Ферма. Принцип был назван в честь французского математика, который впервые его сформулировал. Определение: распространение света из одной точки к другой происходит по такому пути, прохождение которого требует минимального времени по сравнению с любыми другими путями между этими точками.

Даже закон прямолинейного распространения света был выведен на основе данного принципа. И в самом деле, какая линия является кратчайшим путем между двумя точками? Конечно же, прямая, а это значит, что луч света, который распространяется по прямой, затратит наименьшее время при распространении в прозрачной, оптически однородной среде.

Точно так же принципом Ферма можно пользоваться и для доказательства закона отражения и закона преломления света. Существует оптико-механическая аналогия. Как нам известно, в механике для того чтобы максимально быстро добраться из пункта А в пункт Б, если среда однородна, нужно двигаться именно по прямой, и в таком случае затраченное время будет минимальным. Однородная среда — это такая среда, свойства которой не меняются при переходе от точки к точке.

Закон прямолинейного распространения света означает, что в прозрачной, оптически однородной, среде луч света ведет себя подобно геометрическому лучу. Отсюда и название — геометрическая оптика.

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. При нарушении однородности среды и сам закон будет нарушаться, возможно преломление лучей на границе сред.

Если оптические свойства среды меняются от точки к точке, то ход световых лучей искривляется, в этом состоит причина миражей Рис. Еще одно применение закона распространения света — изобретение первого примитивного фотоаппарата — камеры-обскура. Давайте разберемся, с чего начинался современный фотоаппарат, его прадедушкой была простая и скромная камера-обскура.

В ее работе использовался закон прямолинейного распространения света. Данная камера является самым простым примером оптического прибора, с помощью которого можно получить изображение объекта. Лучи света, проходя сквозь отверстие, в итоге создавали на экране перевернутое изображение Рис. Китайские философы еще в V веке до нашей эры говорили, что такое устройство способно давать изображение достаточно удаленных предметов.

Еще одним ученым, который анализировал принцип работы камеры, был Аристотель. Он отмечал, что свет, проникающий в комнату через небольшое отверстие в ставне, образует на противоположной стене изображение предметов, находящихся на улице перед окном. В Х веке арабский ученый Альгазен использовал принцип работы камеры-обскура для наблюдений за Солнцем.

Зная, что наблюдать за Солнцем невооруженным взглядом вредно, он наблюдал за изображением солнца, которые получал, делая отверстие в палатке, что в результате давало изображение на противоположной стенке палатки.

Все, что мы обсуждали выше, — это всего лишь принцип работы камеры-обскура. А вот конструкцию и ее название предложил Леонардо да Винчи.

Именно он впервые применил эту камеру для зарисовки пейзажей. В году голландский физик и математик Фризиус Реньер Гемма наблюдал солнечное затмение с помощью все той же камеры-обскура.

Благодаря этому ученому появилось первое изображение камеры в научных трудах Рис. Таким образом, простой закон прямолинейного распространения света позволил нам разобраться в устройстве первого примитивного фотоаппарата.

Еще одно фундаментальное следствие из закона прямолинейного распространения света — образование теней и полутеней. Тень появляется, если на пути световых лучей оказывается непрозрачный предмет, происходит следующее:. Так возникает геометрическая тень, края которой четко очерчены.

Важно понимать, что в реальности, вследствие явления дифракции, края у тени на самом деле несколько расплывчатые. В случае если источник света является не точечным, а протяженным, на экране, помимо тени, будет наблюдаться еще и полутень область частичной освещенности Рис.

Отличным примером образования полутеней и теней являются хорошо вам известные солнечное и лунное затмения Рис. Итак, на этом уроке мы вспомнили основные понятия геометрической оптики, а также вспомнили некоторые понятия из волновой оптики и сформулировали два первых закона геометрической оптики. Положите на стол кусок картона и воткните в него две булавки в нескольких сантиметрах друг от друга. Между этими булавками воткните еще две-три булавки так, чтобы, глядя на одну из крайних, вы увидели только ее, а остальные булавки были бы закрыты от нашего взгляда ею.

Выньте булавки, приложите линейку к следам в картоне от двух крайних булавок и проведите прямую. Как расположены следы от других булавок по отношению к этой прямой? Ученик заметил, что палка длиной 1,2 м, поставленная вертикально, отбрасывает тень длиной 0,8 м. Длина тени от дерева в то же время оказалась ровно в 12 раз больше длины палки.

Какова высота дерева? Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам — сделайте свой вклад в развитие проекта. Предметы Классы. Окружающий мир. Русский язык. История России. Всеобщая история. Английский язык. Закон прямолинейного распространения света. Этот видеоурок доступен по абонементу Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках У вас уже есть абонемент? Световой луч.

Фронт световой волны Геометрическая оптика описывает распространение света в прозрачных средах. Вспомним основные понятия. Световой луч — линия, вдоль которой распространяется поток световой энергии. 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. Закон независимости распространения света Первый закон геометрической оптики говорит об этом: вклад каждого светового луча в суммарное освещение не зависит от влияния других лучей.

Закон прямолинейного распространения света В прозрачной однородной среде световые лучи являются прямыми линиями свет распространяется прямолинейно.

Принцип Ферма Следует отметить, что обобщением всех законом геометрической оптики является всего лишь один принцип, так называемый принцип наименьшего времени или иначе — принцип Ферма. Мираж Еще одно применение закона распространения света — изобретение первого примитивного фотоаппарата — камеры-обскура. Камера-обскура Давайте разберемся, с чего начинался современный фотоаппарат, его прадедушкой была простая и скромная камера-обскура.

Закон прямолинейного распространения света

Основное понятие геометрической оптики — это световой луч. При этом подразумевается, что направление потока лучистой энергии ход светового луча не зависит от поперечных размеров пучка света. Законы геометрической оптики являются частным предельным случаем более общих законов волновой оптики , в предельном случае стремления длины световых волн к нулю. Так как свет физически является распространением электромагнитной волны, происходит интерференция , в результате которой ограниченный пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т. Интерференция и дифракция находятся вне предмета изучения оптических свойств оптических систем средствами геометрической оптики. Однако, в тех случаях, когда характерные поперечные размеры пучков света достаточно велики по сравнению с длиной волны, можно пренебречь дифракционной расходимостью пучка света и считать, что лучи света распространяются по отрезкам прямых, до преломления или отражения.

Закон прямолинейного распространения света. Скорость света и методы ее измерения.

Пособие по физике "Геометрическая оптика". Прямолинейность распространения света. Если между глазом и каким-нибудь источником света поместить непрозрачный предмет, то источник света мы не увидим. Объясняется это тем, что в однородной среде свет распространяется по прямым линиям. Прямолинейное распространение света — факт, установленный ещё в глубокой древности. Об этом писал основатель геометрии Евклид лет до нашей эры.

IV. Оптика

Основные законы геометрической оптики известны ещё с древних времен. Так, Платон г. В трактатах Евклида формулируется закон прямолинейного распространения света и закон равенства углов падения и отражения. Аристотель и Птолемей изучали преломление света. Но точных формулировок этих законов геометрической оптики греческим философам найти не удалось. Геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики, когда длина световой волны стремится к нулю. Простейшие оптические явления, например возникновение теней и получение изображений в оптических приборах, могут быть поняты в рамках геометрической оптики. В основу формального построения геометрической оптики положено четыре закона , установленных опытным путем:. Для анализа этих законов Х. Гюйгенс предложил простой и наглядный метод, названный впоследствии принципом Гюйгенса.

Геометрическая оптика

Изображая распространение света на чертежах, световые пучки заменяют лучами. Световой луч — это линия, указывающая преобладающее направление распространения энергии электромагнитной волны в пучке света. Световой луч является геометрической моделью пучка света. Характерной особенностью светового луча является его прямолинейность , если свет распространяется в однородной среде. Проделаем опыт.

.

.

Основные законы геометрической оптики

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 390. Законы геометрической оптики - 1
Получите бесплатную консультацию прямо сейчас:
+7 (499)  Доб. 448Москва и область +7 (812)  Доб. 773Санкт-Петербург и область
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Комментариев: 4
  1. Леха К.

    Совместно с законом прямолинейного распространения света эти законы составляют основу геометрической оптики.

  2. ombucgachar1986

    Мин здравоохранения акт контрольного обследования условий жизни совершеннолетнего подопечного В какой стране лучше всего жить с российской пенсией

  3. isunevfan1986

    Страховая деятельность Журнал учета посетителей в организации заполнение

  4. rigunhoto1981

    Как правильно принять заявление об отзыве персональных данных Могут ли отказать в каско когда берешь автокредит

Добавить комментарий

Отправляя комментарий, вы даете согласие на сбор и обработку персональных данных