Образование тени и полутени
Рассмотрим еще одно экспериментальное подтверждение закона прямолинейного распространения света. Проделаем опыты.
В качестве источника света возьмем обычную электрическую лампочку. Правее нее подвесим на нити мяч. Проводя опыт в темной комнате, мы легко увидим на экране тень мяча. Кроме того, в пространстве правее мяча возникнет некоторая область, в которую световые лучи (световая энергия) не проникают. Это пространство называют областью тени.
Воспользуемся теперь лампочкой с баллоном из белого стекла. Мы увидим, что теперь тень мяча окружена полутенью. И в пространстве правее мяча существует как область тени, куда лучи света не проникают вообще, так и область полутени, куда проникают лишь некоторые лучи, испущенные лампой.
Почему же возникла полутень? В первом опыте источником света служила спираль лампы. Она имела небольшие (говорят: пренебрежимо малые) размеры по сравнению с расстоянием до мяча. Поэтому спираль мы можем считать точечным источником света. Во втором же опыте свет испускался белым баллоном лампы. Его размерами по сравнению с расстоянием до мяча уже нельзя пренебрегать. Поэтому баллон мы будем считать протяженным источником света. От каждой его точки исходят лучи, часть из которых попадает в область полутени.
Итак, оба физических явления – образование тени и образование полутени – являются экспериментальным подтверждением закона прямолинейного распространения света.
Источник
Образование тени и полутени
Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. При малых размерах источника или если источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь получается только тень. Тень – это область пространства, в которую свет не попадает. При больших размерах источника света или, если источник находится близко к предмету, создаются нерезкие тени (тень и полутень). Образование теней и полутеней показано на рисунке:
Размеры предмета, который создает тень и размеры тени прямо про-порциональны. Также эта тень подобна самому предмету. Это можно увидеть из следующего чертежа:
Пусть S – точечный источник света, перпендикуляр h – размер предмета а перпендикуляр H – размер тени. Треугольники SAA’ и SBB’ – прямоугольные. Угол BSB’ – общий для этих двух треугольников. Из этого следует, что по двум равным углам данные треугольники подобны. Если эти два треугольника, то три стороны одного треугольника пропорциональны трем сторонам второго:
От сюда следует, что размер H пропорционален размеру h. Если нам известны размер объекта, расстояние от источника света до объекта и расстояние от источника света до тени, то мы можем посчитать размер тени. Размер тени зависит от расстояния между источником света и пре-пятствием: чем ближе источник света к объекту, тем больше тень и наоборот.
Образование тени и полутени. Тень – та область пространство, в которую не попадает свет от источника. Полутень – та область пространства, в которую попадает свет от части источника света.
Условие образования тени: Если размеры источника света намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие (источник света – точечный). Условие образования полутени: Если размеры источника света соизмеримы с расстоянием, на котором мы оцениваем его действие.
««Преломление света» 8 класс»
. Размер архива с презентацией 5304 КБ. Скачать презентацию краткое содержание других презентаций ««Электрический ток» 8 класс» – За единицу сопротивления принимают 1 Ом. Вольтметр. Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток. Измерение силы тока. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника. Ом Георг. Определение сопротивления проводника. Единица измерения силы тока. Напряжение. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению. Взаимодействие движущихся электронов с ионами. Алессандро Волта. ««Строение атома» 8 класс» – Ключевое слово – фамилия известного русского химика и композитора. Описание орудий преступления. Опознание личности. Розыск. Следователи – обрабатывают весь добытый материал. Установление места преступления. Класс. Экспертиза. Группа аналитиков важна в любой организации. Фотороботы. Периодический закон. Строение атома. ««Агрегатные состояния вещества» 8 класс» – Что в гору не вкатишь. Положение молекул упорядочено. Переход хода. Град. Агрегатные состояния вещества. Дождь. Снег. Молекулы жидкости. Расположение атомов. Жидкость. Молекулы газа. Невидимка. Три агрегатных состояния вещества. Туман. Вещество, состоящее из атомов. Агрегатные состояния вещества на примере воды. Мороз. Вода. «Виды тепловых двигателей» – История создания тепловых двигателей. Нагреватель. Рабочим веществом может быть водяной пар или газ. Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный ДВС. Как устроены тепловые двигатели? Двигаемся на отдых! С 1775 по 1785 г – фирмой Уатта построено 56 паровых машин. Понятие об основных частях. ДалекО в проШлоМ… История тепловых машин уходит в далекое прошлое. На современном транспорте используются все виды тепловых двигателей. «Тест «Тепловые явления»» – Количество теплоты. Процесс. Способ теплопередачи. Столбик ртути в термометрах. Античный афоризм. Про теплоту начнем рассказ. Кривая нагревания кристаллического вещества. Задачки Шерлока Холмса. Проверка. Работа в группах. Исследовательская работа. Охлаждение твердого тела. Явление передачи внутренней энергии. Виртуальная лаборатория. Тепловые явления. Трейлер к фильму «Шерлок Холмс». Зрительная гимнастика. ««Преломление света» 8 класс» – sin 45o ——— = sin 33o. Рассеивающие линзы. Линза – прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями. Построение изображения в плоском зеркале. 2 луч проходит через оптический центр и не преломляется. sin ? —— = n sin ?. Линзы. Световые явления. 2. Рассеивающие: а) двояковогнутая б) плосковогнутая в) выпукловогнутая г) на рисунке. Характеристика изображения: Увеличенное, прямое, мнимое. Всего в теме «Физика 8 класс» 110 презентаций
Солнечные и лунные затмения (объяснение и эксперименты с прибором для демонстраций солнечных и лунных затмений или с глобусом и шариком, который освещается проектором).
“Шар раскаленный, золотой Пошлет в пространство луч огромный, И длинный конус тени темной В пространство бросит шар другой”.
А. БлокМетод триангуляции (определение расстояний до недоступных объектов).
АВ – базис, α и β измеряются.
γ = 180° – α – β. (теорема синусов)Определение расстояний до звезд (годичный параллакс).
IV. Задачи:
1. На какой высоте находится лампа над горизонтальной поверхностью стола, если тень от вертикально поставленного на стол карандаша высотой 15 см оказалась равной 10 см? Расстояние от основания карандаша до основания перпендикуляра, опущенного из центра лампы на поверхность стола, равно 90 см.
2. На какой высоте находится фонарь над горизонтальной поверхностью, если тень от вертикально поставленной палки высотой 0,9 м имеет длину 1,2 м, а при перемещении палки на 1 м от фонаря вдоль направления тени длина тени сделалась равной 1,5 м? 3.
При базисе 1 км ученик получил следующие значения углов: α = 590,β = 630. Определите по этим измерениям расстояние до недоступного объекта.
4. Солнце нижним краем коснулось поверхности Земли. Путешественники увидели с холма Изумрудный город. Высота угловой сторожевой башни казалась, в точности равна диаметру Солнца. Какова высота башни, если на дорожном указателе, возле которого стояли путники, было написано, что до города 5 км? При наблюдении с Земли угловой диаметр Солнца α ≈ 0,5 о .
5. Солнечная постоянная I = 1,37 кВт/м – это полное количество лучистой энергии Солнца, падающей за 1 с на площадку 1 м, расположенную перпендикулярно солнечным лучам и удаленную от Солнца на расстояние, равное радиусу земной орбиты. Какое количество лучистой энергии излучается в космос с 1 м поверхности Солнца за 1 с? При наблюдении с Земли угловой диаметр Солнца α ≈ 0,5 о .
6. Над центром квадратной площадки со стороной, а на высоте, равной а/2, находится источник излучения мощностью Р. Считая источник точечным, вычислите энергию, получаемую площадкой ежесекундно.
Вопросы: 1. Приведите примеры химического действия света.
2. Почему в комнате, освещаемой одной лампой, получаются довольно резкие тени от предметов, а в комнате, где источником освещения служит люстра, такие тени не наблюдаются? 3.
Измерения показали, что длина тени от предмета равна его высоте. Какова высота Солнца над горизонтом?
4. Почему “провода” в линиях оптической связи могут пересекаться друг с другом? 5. Почему тень от ног человека на земле резко очерчена, а тень от головы расплывчата?
6. Как Аристотель доказал, что Земля имеет форму шара? 7. Зачем на лампочку иногда вешают абажур?
8. Почему на опушке леса кроны деревьев всегда направлены в сторону поля или реки? 9.
Заходящее Солнце освещает решетчатую ограду. Почему в тени, отбрасываемой решеткой на стену, отсутствуют тени вертикальных прутьев, тогда как тени горизонтальных отчетливо видны? Толщина прутьев одна и та же.
V. §§ 62,63 Упр.: 31,32. Задачи для повторения № 62 и №63.
1. Утром через маленькое отверстие в шторе, закрывающей окно, на противоположную стену падает луч солнечного света. Оценить, на какое расстояние за минуту переместится пятно света на экране.
2. Если направить узкий пучок света от диапроектора через флакон с керосином, то внутри флакона хорошо будет видна синевато-белесая полоса (флуоресценция керосина). Это явление пронаблюдайте и на других растворах: риванола, отработанного фотопроявителя, шампуней.
3. Для приготовления сульфида цинка смешивают одну весовую часть порошка серы и две весовые части посошка цинка (можно добавить медных опилок), после чего их нагревают. Полученный порошок перемешивают с клеем и наносят на экран. Осветив экран ультрафиолетовыми лучами, наблюдайте его свечение.
4. Изготовьте камеру-обскуру (можно изготовить из алюминиевой банки или обувной коробки) и с ее помощью определите среднее расстояние между витками нити накала лампочки, не разбивая ее. Почему ухудшается резкость изображения предмета при уменьшении длины камеры?
5. Горящий уголек на конце быстро перемещающегося прутика, воспринимается в виде светящейся полосы. Зная, что глаз сохраняет ощущение примерно 0,1 с, оцените скорость конца прутика.
6. С какого расстояния можно увидеть солнечный зайчик?
“Тогда ладони я поднес невольно К моим бровям, держа их козырьком. Чтобы от света не было так больно … Так мне казалось, что в лицо мне бьет Сиянье отражаемого света…”
Данте “… Стоит лишь вынести нам под открытое звездное небо Полный водою сосуд, как сейчас же в нем отразятся Звезды небес и лучи засверкают на глади зеркальной”
Лукреций Урок 60/10. ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТАЦЕЛЬ УРОКА: На основе экспериментальных данных получить закон отражения света и научить учеников применять его. Дать представление о зеркалах и построении изображения предмета в плоском зеркале.
ТИП УРОКА: Комбинированный. ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, плоское зеркало, подставка, свеча.
ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин2. Опрос 15 мин3.
Объяснение 20 мин4. Закрепление 5 мин5. Задание на дом 2-3 минII.
1. Источники света. 2. Закон прямолинейного распространения света.
Задачи: 1. В солнечный день длина тени от отвесно поставленной метровой линейки равна 50 см, а от дерева – 6 м. Какова высота дерева?
2. На каком расстоянии видно с Пизанской башни, высота которой 60 м; с Останкинской башни высотой около 300 м? Как далека от вас линия видимого горизонта в море при полном штиле?
3. Диаметр источника света 20 см, расстояние его до экрана 2 м. На каком наименьшем расстоянии от экрана нужно поместить мячик диаметром 8 см, чтобы он совершенно не отбрасывал тень на экран, а давал только полутень? Прямая, проходящая через центры источника света и мяча, перпендикулярна плоскости экрана.
4. Бабушка испекла Колобок диаметром 5 см и положила его остывать на подоконник. В тот момент, когда Солнце нижним краем коснулось подоконника, Дедушка заметил, что видимый диаметр Колобка в точности равен диаметру Солнца. Вычислите расстояние от Дедушки до Колобка.
5. В ясный вечер свет заходящего Солнца попадает в комнату через узкую вертикальную щель в ставне. Какова форма и размеры светового пятна на стене?
Длина щели 18 см, ширина 3 см, расстояние от окна до стены 3 м. Известно также, что расстояние до Солнца равно примерно 150 млн. км, а его диаметр 1,4 млн.
Вопросы: 1. Приведите примеры естественных источников света.
2. Что больше: облако или его тень? 3. Почему светящаяся лампочка от карманного фонарика при удалении от нее видна все хуже и хуже?
4. Почему неровности дороги днем видны хуже, чем ночью при освещении дороги фарами автомобиля? 5. По какому признаку можно обнаружить, что вы оказались в полутени некоторого источника света?
6. В течение дня тени от боковых штанг футбольных ворот меняют свою длину. Днем они короткие, а утром и вечером длинные.
Меняется ли в течение дня длина тени от верхней перекладины? 7. Может ли человек бежать быстрее своей тени?
8. Можно ли получить увеличенное изображение предмета без помощи линзы?
III. Отражение света на границе раздела двух сред. Примеры: Зеркальное и диффузное отражение света (демонстрация с лазером). Примеры: Снег отражает до 90% солнечных лучей, что способствует усилению зимних холодов. Посеребренное зеркало отражает более 95% падающих на него лучей. При некоторых углах, наряду с диффузным отражением, появляется и зеркальное отражение света от предметов (поблёскивание). Если предмет сам не является источником света, то видим мы его благодаря диффузному отражению от него света.
Закон отражения света (демонстрация с оптической шайбой): Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол отражения равен углу падения.
Выполняется ли закон отражения света, если зеркало повернуть на некоторый угол (демонстрация с оптической шайбой)? Почему наблюдается диффузное отражение света?
Демонстрация с куском ваты и ФОС-67. Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Урок по теме: «Распространение света. Образование тени и полутени». Цели урока: – обучающая: организовать деятельность обучающихся по освоению знаний о законе прямолинейного распространения света, выяснить природу солнечных и лунных затмений, расширить кругозор обучающихся;
– развивающая: развивать умения проводить наблюдения, применять знания в конкретных ситуациях, делать выводы и умозаключения включать детей в разрешение учебных проблемных ситуаций, развивать и поддерживать внимание обучающихся через смену учебной деятельности;
None Тип урока: комбинированный (урок – беседа с использованием ИКТ)Оборудование: – ноутбук, мультимедийный проектор, экран, презентация «Распространение света. Образование тени и полутени».
– Опорный конспект (у каждого на столе). – для каждой парты для проведения опыта свеча, фонарик, картонная фигурка, экран.
None Мы сегодня продолжим разговор о свете. (Звучит фрагмент «Лунной сонаты» Бетховена, на фоне музыки звучат стихи из оперы «Иоланта» ). (Слайд 2) Чудный дар природы вечной, Дар бесценный и святой, В нём источник бесконечныйНаслажденья красотой:
Небо, солнце, звёзд сиянье, Море в блеске голубом – Всю картину мирозданья Мы лишь в свете познаём!
Чудесные слова, красивые и точные. На сегодняшнем уроке мы все вместе выясним, что свет – это действительно чудный и удивительный дар, ответим на вопрос, как свет распространяется и какого его значение в нашей жизни. Раздел физики, посвящённый изучению света называется «Оптика».
None II Актуализация знаний, настрой на восприятие и осмысление нового.
Что же такое свет? Этот секрет природа охраняла долго. Всё живое рождается и развивается под влиянием света и тепла.
Природа света сложна. Но давайте вспомним, что, падая на тела, свет вызывает их нагревание, т. е.
- Каким же способом передаётся энергия при освещении тела?
(Излучением)(Свет – это видимое излучение) Запишем в конспект
- Что является источником света? (Слайд 4)
(Сильно нагретые тела).
- Какие источники света бывают?
(Тепловые и холодные; естественные и искусственные).
- Назовите тепловые источники света.
(Свеча, лампочка, солнце, костёр и т. д.).
- Назовите холодные источники света.
(Рыбы, светлячки, экраны телевизоров и компьютеров).
- Какие источники света называются естественными?
(Источники, созданные самой природой).
- Какие источники называются искусственными?
(Источники, созданные человеком).
- Что такое точечный источник света?
None Закройте на несколько секунд глаза или прикройте их ладонями. А теперь представьте, что вам придётся жить в темноте. Что произойдёт?
( Мы ничего не увидим. Мы будем слышать только звуки, сможем узнавать окружающие предметы только на ощупь. Мир для нас станет бледнее.).
- Какой главный вывод можно сделать?
(Благодаря свету мы ориентируемся в пространстве и видим окружающие нас предметы, мы получаем информацию об окружающем нас мире)Всё правильно, свет воспринимается органом зрения – глазом, который устроен так, что находящиеся вокруг предметы мы видим цветными.
Давайте запишем в ОК: «Свет – источник информации» (Слайд 5)Но свет не только средство получения информации о действительности, но и инструмент исследования. Благодаря свету были сделаны величайшие научные открытия. Например, в астрономии установлены законы движения планет и звёзд, их химический состав, в биологии – строение клетки живых организмов. Свет также и активный участник различных процессов, в частности фотосинтеза, фотографии. С помощью света в фотоэлементе преобразуется энергия излучения в электрическую энергию, что имеет практическое применение в солнечных батареях и т. д.
Давайте запишем в ОК:»Свет — инструмент исследования» (Слайд 6)III. Изучение нового материала.
Как же распространяется свет? Вспомним, как вы в детстве изображали солнышко или вспомните пучки света, пробивающиеся сквозь тучи или в просветы между деревьями. (В виде лучиков. Слайд 7)Физической моделью узкого пучка света является луч света – линия вдоль которой распространяется световая энерия. Запишем в ОК.
Учитель: демонстрация пучка света и узкого луча с помощью прибора по «Геометрической оптике».
- Почему мы видим пучки света?
(Потому что они освещают находящиеся в воздухе пылинки и капельки воды, которые отражают свет во все стороны)Если мы помещаем перед источником света непрозрачный предмет, то свет от него становится невидимым. Значит, луч света не смог обогнуть препятствие. Так какой же вид имеет линия, вдоль которой распространяется свет? (Прямая линия)Всё верно. ( Слайд 8)Свет в прозрачной однородной среде распространяется прямолинейно – это закон распространения света. Запишем в ОК.
Впервые закон прямолинейного распространения света был сформулирован в III веке до н. э. древнегреческим учёным Евклидом. Доказательством прямолинейности распространения света является образование тени и полутениУченики: эксперимент – Рассмотрим более подробно образование теней одного и того же тела от разных источников света.
У вас на столах есть два источника света – фонарик и свеча, экран, картонная фигурка, тень которой мы будем получать на экране. Наша задача – выяснить от какого источника на одном и том же расстоянии до экрана образуется более резкая тень. Необходимо соблюдать правила обращения с огнём.
Приступайте (даётся 2 минуты). (Слайд 9 с музыкой).
(При получении тени от фонарика – границы тени чёткие, а при получении тени от свечи – расплывчатые).
- Как вы думаете, почему так произошло?
(Это произошло потому, что источники отличаются друг от друга размерами). Всё верно. В данном случае лампа фонарика – это точечный источник света, т.
к. её размеры намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем её действие, а свеча – это протяжённый источник света. Заглянем в ОК и запишем определения тени и полутени.
Тень – область пространства, в которую свет от источника не попадает. Полутень — область пространства, в которую свет попадает от части источника света. (Слайд 10) Образованием тени при падении света на непрозрачный предмет объясняются такие явления, как затмения Солнца и Луны. Надо иметь в виду, что Солнце излучает свет, а Земля и Луна отражают солнечный свет.
None Во время солнечного затмения тень от Луны падает на Землю.
В тех местах Земли, куда упала тень, будет наблюдаться полное затмение Солнца, а в местах полутени только часть Солнца будет закрыта Луной, т. е. произойдёт частичное затмение Солнца, при этом в остальных местах на Земле затмения не будет. (Слайд 12) Астрономы пользуются каждым затмением для разнообразных научных наблюдений и измерений. Полное солнечное затмение даёт возможность наблюдать внешнюю часть атмосферы Солнца («солнечную корону»), которая обычно не видна вследствие ослепительного блеска поверхности Солнца.
- А есть ли источники света, которые не дают тени? (Учебник рис.24.5)
Применение (Слайд 13)Прямолинейностью распространения света пользуются при провешивании прямых линий на поверхности земли и под землёй в метро; при определении расстояния на земле, на море и в воз духе. Когда контролируют прямолинейность изделий по лучу зрения, то опять-таки используют прямолинейность распространения света. Этот закон применяют при строительстве, прокладке дорог, при определении высоты предметов и т. д.
IV. Закрепление материалаПроверь себя – качественные задачи (Слайды 14-16)№ 1: Человеку, читающему книгу, безразлично, справа или слева от негонаходится источник света. Почему при письме так важно, чтобы свет падал слева?
№ 2: Из древнегреческой легенды о Персее – «Не далее полёта стрелы было чудовище, когда Персей взлетел высоко в воздух. Тень его упала в море, и с яростью ринулось чудовище на тень героя. Персей смело бросился с высоты на чудовище и глубоко вонзил ему в спину изогнутый меч».
- Что такое тень, и какой физический закон позволяет объяснить её образование?
№ 3: Шар раскалённый, золотой Пошлёт в пространство луч огромный, И длинный конус тени тёмной В пространство бросит шар другой.
- Какое свойство света нашло отражение в этом стихотворении А. Блока? О каком явлении здесь говорится?
№4: Как проверить, что три далеко расположенных друг от друга столба стоят вдоль одной прямой? На чём основан предложенный вами способ? №5: В солнечный день высота тени отвесно поставленной метровойлинейки равна 50 см, а от дерева – 6 м. Какова высота дерева?
None Читается стихотворение А. Мицкевича:
None Что было бы? Пришла бы сноваХаоса мрачная пора.
Лучам – приветственное слово,А Солнцу – громкое «Ура»!
None 2) сделать подборку пословиц, песен, поговорок, в которых встречаются названия источников света.
Источник