Урок 17. Світлові явища. Швидкість поширення світла

 

Оптика – учення про світло і світлові явища.

Ми живемо у світі різноманітних світлових явищ: міраж, полярне сяйво, веселка, блискавка, гало, мерехтіння зір.

2. Джерела світла

Джерела світла – це фізичні тіла, частинки (атоми, молекули, йони) яких випромінюють світло.

Джерела світла: зоря, спалах блискавки, полум’я свічки, лампа, екран телевізора, монітор комп’ютера,  живі організми (деякі морські тварини, радіолярії, світлячки).

Залежно від походження розрізняють природні і штучні (створені людиною) джерела світла.

Природні джерела світла: сонце, зорі, розпечена лава, полярне сяйво, деякі світні об’єкти з-поміж тварин і рослин (глибоководна каракатиця, радіолярія, світні бактерії, світлячки – яскраві цятки світла, які можна побачити теплої літньої ночі в лісовій траві).

Штучні джерела світла: вогнище, свічки, оливні та гасові лампи, електричні лампи. 

Залежно від температури джерела світла поділяють на теплові та люмінесцентні.

Теплові джерела випромінюють світло завдяки тому, що мають високу власну температуру. (сонце, зорі, розпечена лава та полум’я вогнища, лампа розжарення, свічки та газові пальники)

Люмінесцентні джерела для світіння яких не потрібна висока температура: світлове випромінювання може бути доволі інтенсивним, а джерело при цьому залишається відносно холодним. (полярне сяйво, морський планктон, екран телефону і світловий індикатор, світлодіодна лампа та лампа денного світла, вкриті люмінесцентною фарбою дорожній знак і дороговказ)

3. Точкові та протяжні джерела світла

Точкове джерело світла – джерело світла, розмірами якого можна знехтувати в даних умовах.  (прикладом точкових джерел світла є зорі, адже ми спостерігаємо їх із Землі, тобто з відстані, що в мільйони разів перевищує розміри самих зір).

Протяжні джерела світла – джерела світла, розмірами яких знехтувати не можна. (лампа денного світла, що освітлює нашу кухню, екран мобільного телефону, полум’я свічки, вогонь багаття).

Залежно від умов те саме джерело світла може вважатися як протяжним, так і точковим.

4. Приймачі світла

Приймачі світла – це пристрої, які змінюють свої властивості через дію світла та за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання.

У приймачах світла енергія світлового випромінювання перетворюється на інші види енергії (електричну, хімічну, механічну).

Приймачі світла: очі живих істот, фотоелементи (застосовують в системах охорони, матрицях цифрових фотоапаратів), сонячні батареї, фотохімічні приймачі світла (фотоплівка, фотопапір).

5. Швидкість поширення світла

Світлове випромінювання поширюється в просторі зі скінченною швидкістю. Швидкість поширення світла у вакуумі становить приблизно:

c=3∙108мс

6. Місяць віддалений від Землі на 380 тис. км. Скільки часу витратить світло на подолання цієї відстані?

Дано: l=380000 км =3,8108 м c=3∙108мс	Розв’язання l=ct          =>        t=lc t=ммс=с                  t=3,81083∙108≈1,27 (с) Відповідь: t=1,27 с.
t - ?

7. Однією з одиниць довжини, яку застосовують в астрономії, є світловий рік. Скільки метрів становить світловий рік, якщо він дорівнює відстані, що її проходить світло у вакуумі за один рік?

Дано: t=1 рік =3,1536∙107с c=3∙108мс	Розв’язання 1 рік=365 днів=365∙24 год=365∙24∙3600 с=31536000 с=3,1536∙10^7с l=ct                l=мс∙с=м l=3∙108∙3,1536∙107=9,46∙10^15(м) Відповідь: 1 св. рік=9,46∙10^15м
l - ?

8. Від найближчої зорі (Альфа Центавра) світло доходить до Землі за 4,3 світлових роки. Виразіть дану відстань у метрах.

1 св. рік=9,46∙1015м

4,3 св. роки=4,3∙9,46∙10^15м=40,678∙10^15м

9. У скільки разів швидкість світла в повітрі більша за швидкість звуку в цьому ж середовищі? Швидкість звуку в повітрі – 332 м/с.

Дано: c=3∙10^8мс v=332мс =3,32∙10^2мс	Розв’язання cv=3∙10^8мс3,32∙102мс=0,9∙106=9∙10^5 Відповідь: у 9∙10^5 разів
cv- ?