A. Распространения света
Закон прямолинейного распространения света
Опытным путем установлен закон прямолинейного распространения свет: в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.
Именно прямолинейностью распространения света объясняется образование тени, геометрически подобной освещаемому непрозрачному предмету. Тенью называют ту часть пространства за непроницаемым предметом, куда не проникает свет.
Все источники света имеют определенные размеры. Но если размеры источника малы по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие, его можно рассматривать как светящуюся точку (точечный источник света).
В пространстве за непрозрачным шаром, на который падает свет от точечного источника (рис. 16.2), образуется конусообразная тень, а на экране появится тень в виде круга.
Форма резкой тени на экране подобна форме некоторого сечения предмета, параллельного плоскости экрана; размеры же тени определяются взаимным расположением источника, предмета и экрана.
В случае источников конечных размеров на экране образуется резкая тень, ограниченная полутенью (рис. 16.3) — частично освещенной областью пространства.
Прямолинейностью распространения света объясняются различные фазы Луны, солнечные и лунные затмения, а также возможность получения изображений с помощью малого отверстия (рис. 16.4).
Изображение хорошо воспроизводит форму предмета, если отверстие достаточно мало. С уменьшением размеров отверстия резкость улучшается, но до определенного предела. При очень малых размерах, когда \(~D \le \sqrt{r\gamma}\), где D — диаметр отверстия, r — расстояние от предмета до отверстия, \(~\gamma\) — длина волны падающего света, наблюдается явление дифракции, и закон прямолинейного распространения света не выполняется.
Закон прямолинейного света можно получить, используя принцип Ферма. Этот принцип, сформулированный в 1660 г. П. Ферма, является обобщением законов геометрической оптики. Он гласит: в пространстве между двумя точками свет распространяется по тому пути, вдоль которого время его прохождения минимально.
В однородной среде скорость света постоянна. Поэтому минимальному времени распространения света между двумя точками соответствует распространение по кратчайшему расстоянию, т.е. по прямой линии.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 456-457.
