Кто из нас не испытывал восторга от новогодней ёлки, сияющей разноцветными огнями? А от чуда природы — северного сияния? Свет очаровывает человека, даёт возможность ему лучше понять окружающий мир. Однако роль света в жизни человека нельзя сводить только к получению информации о явлениях природы. Свет сам вызывает различные явления: химическую реакцию (на этом, например, основана фотография, а также фотосинтез в листьях растений). Электрический ток (это, например, солнечные батареи, которые особенно важны для космических полётов). Без света невозможна сама жизнь на Земле. Но что же такое свет?

Древние греки, например, считали свет особым веществом, текущим из глаз. Согласно этим представлениям человек видит тела, прощупывая их направленным потоком этого вещества.

Но тогда почему ночью человек не может видеть? Ответить на этот вопрос в то время было невозможно.

В конце XVII в. были выдвинуты две различные гипотезы о том, что же такое свет. Одни учёные считали, что свет — это поток частиц, другие, что свет — это волна. Более подробно об этих теориях вы познакомитесь в старших классах. Мы же с вами пока рассмотрим самые простые и очевидные световые явления.

Все вы знаете, что свет, идущий к нам от Солнца, нагревает тела, на которые он падает. Значит, свет способен передавать энергию.

Мы уже знаем, что одним из видов теплопередачи является излучение, в котором перенос энергии возможен в вакууме. Следовательно, свет — это излучение, но только та его часть, которая воспринимается нашим глазом. Поэтому свет называют видимым излучением.

Все тела, излучающие свет, называются источниками света. Они делятся на две большие группы: естественные и искусственные. К естественным источникам света относятся Солнце и другие звёзды, атмосферные разряды. Естественными источниками света являются и различные светящиеся организмы: рачки, рыбы, жуки и грибы.

К искусственным источникам света можно отнести электрические лампочки, свечи и т. д.

Существует и много веществ, которые становятся источниками света только после того, как на них попал свет. Такие вещества называются фотолюминофорами, а их свечение — фотолюминесценцией.

Поэтому, в зависимости от процесса, лежащего в основе получения светового излучения, искусственные источники света принято разделять на тепловые и люминесцирующие.

Рассмотрим такой опыт. Растворим в воде немного флуоресцеина (это такой органический краситель) и пропустим через полученный раствор пучок белого света.

Раствор начал светиться зелёным светом. Это свойство веществ светиться при их облучении используют, например, для декорирования помещений. В новогоднюю ночь вы наблюдали, как светятся ёлочные игрушки, покрытые такими веществами. А дорожные знаки, в краску которых добавлено вещество люминофор, светятся при облучении светом фар и хорошо видны водителю.

Большинство видимых нами тел сами не излучают, а отражают падающий на них свет. Такими телами являются Луна, деревья, здания, люди и так далее.

Если размерами источника света в данных условиях можно пренебречь, то его называют точечным. Точечными источниками света для нас, например, являются звезды, лампы уличного освещения и прочее.

Любой точечный источник излучает свет по всем направлениям. Однако, если, например, надеть на горящую электрическую лампочку колпак, имеющий маленькое отверстие, то из отверстия будет выходит узкий пучок света. Световым пучком называется область пространства, в пределах которой распространяется свет.

Различают три вида светового пучка: параллельный, расходящийся и сходящийся.

Как показывает опыт, световые пучки являются независимыми: каждый световой пучок при взаимном пересечении ведёт себя самостоятельно, независимо от других пучков и не оказывает никакого влияния на другие пучки света.

Линия, указывающая направление распространения света, называется световым лучом.

А как распространяется свет? Для ответа на этот вопрос, проведём такой опыт. Поставим на столе три экрана с отверстиями. Зажжём электрическую лампочку и попытаемся, перемещая экраны, увидеть свет через отверстия в них.

Если в отверстия вставить тонкий стержень, то он пройдёт через них. Значит, они расположены на одной прямой.

Если сместить один экран, то свет в глаза больше не будет попадать. Это говорит о том, то свет распространяется прямолинейно.

А если взять другую среду, например воду, то как будет в ней распространяться свет? И опять обратимся к опыту. В стеклянный сосуд нальём воду и добавим немного молока. Фонарь, от которого идёт пучок света, поднесём к стенке сосуда.

В воде мы видим прямую светящуюся линию, которая образована светом, отражённым от частичек молока. Значит, и в воде свет распространяется прямолинейно. И воздух, и вода имеют по всему своему объёму одинаковые физические свойства, поэтому являются однородными средами.

Теперь можно сформулировать закон распространения света: в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Закон прямолинейного распространения света был открыт в глубокой древности. Об этом ещё за 300 лет до н. э. писал отец геометрии Евклид. А, древние египтяне использовали этот закон для установления колонн вдоль прямой линии. Для этого они ставили колонны таким образом, чтобы из-за ближайшей к глазу колонны не было видно остальные.

Прямолинейностью распространения света объясняются многие явления, например, образование тени и полутени.

Возьмём маленькую электрическую лампочку, шарик и экран. Расположим их на столе так, как это показано на рисунке. Включив лампочку, мы увидим на экране чётко очерченную тень.

Тенью называют ту часть пространства за непроницаемым предметом, куда не проникает свет.

Если осветить шарик двумя лампочками, то на экране мы увидим тень, то есть область, куда не попадает свет ни от одной ни от второй лампочки, и полутени, то есть области, в которые попадает свет только от одной лампочки.

Тень и полутень можно получить от одного источника, если он не является точечным.

Полутень — это та область пространства, в которую попадает свет от части источника света.

Конечно, каждый из вас может привести сотни примеров того, когда мы сталкиваемся с образованием тени или полутени в повседневной жизни. Мы же обратим внимание, на не совсем повседневные, но интересные явления. Образованием тени и полутени можно объяснить солнечные и лунные затмения.

Итак, что же происходит при затмениях? Все мы прекрасно знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Это значит, что в определённые моменты, Солнце, Луна и Земля могут выстроиться на одной прямой. Если Луна окажется между Землёй и Солнцем, то она на время закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Жители той местности, куда у падёт тень от Луны, окажутся свидетелями полного солнечного затмения. В тех областях, куда свет будет попадать частично, то есть это области полутени, жители будут видеть ту часть Солнца, от которой в данную область попадает свет — это частное солнечное затмение.

В случае, когда Земля окажется между Солнцем и Луной, она отбросит тень и полутень. Но, поскольку размеры Луны меньше размеров Земли, то она попадёт в полную тень. То есть, Луну видно не будет. Произойдёт лунное затмение.

Домашняя работа

стр. 187 – 195

Упр. 44