Применение закона прямолинейного распространения света.? Камера-обскура

Камера - обскура

Камерой-обскурой называется темная комната (ящик) с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.

Время, когда была изобретена камера-обскура и кому принадлежит сама идея, в точности не известны.

Упоминания о камере-обскуре встречаются ещё в 5-ом веке до н. э. - китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемнённой комнаты. Упоминания о камере-обскуре встречаются и у Аристотеля.

Арабский физик и математик X века ибн Аль-Хайтам (Альхазен), изучая камеру обскуру, сделал вывод о линейности распространения света. Скорее всего первым использовал камеру-обскуру для зарисовок с натуры Леонардо да Винчи.

В 1686 году Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру оснащённую зеркалом расположенное под углом 45° и проецирующею изображение на матовую, горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзажи на бумагу.

Развитие камер-обскур пошло двумя путями. Первое направление - создание портативных камер.

Многие художники использовали камеру-обскуру для создания своих произведений - пейзажей, портретов, бытовых зарисовок. Камеры-обскуры тех времён представляли собой большие ящики с ситемой зеркал для отклонения света.

Часто вместо простого отверстия использовался объектив, что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения.

С развитием оптики объективы усложнялись, а после изобретения светочувствительных материалов камеры- обскуры стали фотоаппаратами.

Второе направление развития камер-обскур - создание специальных комнат.

Раньше и сейчас такие комнаты используются для развлечения и обучения.

Однако и в настоящее время некоторые фотографы используют так называемые «стено́пы» — фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Изображения, полученные при помощи таких камер, отличаются своеобразным мягким рисунком, идеальной линейной перспективой и большой глубиной резкости.

Камеры устанавливаются на крышах и проецируют вид с них на вот такие "тарелки"...

Лунные и солнечные затмения.

Когда Луна при своём движении вокруг земли полностью или частично заслоняет Солнце, происходит солнечное затмение. Во время полного солнечного затмения Луна закрывает весь диск Солнца (это возможно благодаря тому, что видимые диаметры Луны и Земли одинаковы). Полное солнечное затмение можно наблюдать из тех точек земной поверхности, где проходит полоса полной фазы. По обе стороны полосы полной фазы происходит частное затмение Солнца, во время которого Луна заслоняет не весь солнечный диск, а лишь часть его.

Наблюдается частное солнечное затмение из тех мест земной поверхности, которое охватывает расходящийся конус лунной полутени.

Полное солнечное затмение, которое можно было наблюдать с территории России, произошло 9 марта 1997 года (Восточная Сибирь). Чаще в году бывает 2 солнечных и 2 лунных затмения. В1982 году было 7 затмений - 4 частичных солнечных и 3 полных лунных.

Не в каждое новолуние может быть солнечное затмение, так как плоскость, в которой Луна движется вокруг Земли наклонена к плоскости эклиптики (движения Солнца) под углом примерно равному пяти градусам. В Москве очередное полное солнечное затмение будет наблюдаться 16 октября 2126 года. Полное солнечное затмение обычно длится 2-3 минуты. В 1999 году 11 августа - полное солнечное затмение прошло через Крым и Закавказье.

Солнечные затмения доказывают прямолинейное распространение света.

Если же Луна при своём обращении вокруг Земли попадает в тень, отбрасываемую землёй, то наблюдается лунное затмение. Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остаётся видимым, но он приобретает обычный темно - красный оттенок. Это явление объясняется преломлением лучей в земной атмосфере. Преломляясь в земной атмосфере, солнечное излучение, попадает в конус земной тени и освещает Луну.

Дайте письменные ответы на вопросы:

1. Выберите из предложенных вариантов ответов, какие движения Земли и Луны вы знаете?

• Земля движется вокруг своей оси и вокруг Солнца .

• Луна вращается только вокруг своей оси.

• Луна вращается вокруг Земли и своей оси.

• Луна и Земля вращаются только вокруг Солнца.

2. Если Луна при своем движении окажется между Землёй и Солнцем, то она будет отбрасывать на Землю тень. Продолжите ход солнечных лучей и зарисуйте образование области тени и полутени.

4. Рассмотрите полученный вами рисунок и объясните почему, кроме тени, образуется и полутень.

5. Найдите отличие полного солнечного затмения и частного (используйте полученную вами схему).

6. Что может увидеть человек на земле, находясь в области полного солнечного затмения?

7. На основании предыдущих ответов закончите мысль: «Солнечное затмение наступает тогда когда...»

8. Какая закономерность распространения света объясняет солнечные затмения?

«Применение закона прямолинейного распространения света. Камера-обскура»

О свет! Ты чудо из чудес И вызываешь интерес. Еще не раз умы людей Займешь теорией своей.

Н.Д. Саблина.

Закон прямолинейного распространения света:

Впервые закон прямолинейного распространения света был сформулирован в III в. до н.э. древнегреческим ученым Евклидом. Под прямолинейностью распространения света он имел в виду прямолинейность световых лучей. Сам Евклид, правда, отождествлял лучи света со “зрительными лучами”, которые якобы выходили из глаз человека и в результате “ощупывания” предметов позволяли видеть последние. Такая точка зрения была достаточно широко распространена в древнем мире. Однако уже Аристотель спрашивал: “Если бы видение зависело от света, исходящего из глаз, как из фонаря, то почему бы нам не видеть в темноте?” Теперь мы знаем, что никаких “зрительных лучей” не существует, и видим мы не потому, что какие-то лучи выходят из наших глаз, а наоборот, потому что свет от различных предметов попадает нам в глаза.

Свет в пространстве распространяется прямолинейно .

Распространение света

Под световым лучом в современной физике понимают достаточно узкий пучок света, который в той области, в которой изучается его распространение, можно считать не расходящимся. Это физический световой луч . Различают еще и математический (геометрический) луч - это линия, вдоль которой распространяется свет. Этим понятием мы и будем пользоваться.

Тени и свет

Так как свет распространяется по прямой, то когда он встречает непрозрачные предметы, образуется тень. Зона, в которую не попадает свет, называется тенью . Если источник света небольшой, отбрасываемая предметом тень имеет четкие контуры, если большой – расплывчатые. Переход от света к тени называется полутенью : сюда попадает только часть излучаемого света.

полутень

экран

Лабораторная работа: «Образование тени и полутени»

Цель: научиться получать тень и полутень на экране.

Оборудование: 2 свечи, шарик на подставке или любое непрозрачное тело; экран; несколько разных геометрических тел.

Ход работы:

1. Расположите свечи на расстоянии

5-7 сантиметров друг от друга. Перед ними

поместите шарик. За шариком поставьте

экран.

2. Зажгите свечу. На экране

видна чёткая тень от шарика.

3. Если теперь зажечь вторую лампу,

на экране видны тень и полутень.

Вывод:

Лунное и солнечное затмение

Солнечное затмение

Лунное затмение

У Козьмы Пруткова есть афоризм: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, Солнце или месяц? - ответствуй: месяц. Ибо Солнце светит днем, когда и без того светло, а месяц - ночью». Прав ли Козьма Прутков? Почему?

Назовите источники света, которыми вам доводилось когда-либо пользоваться при чтении.

Зачем водители в темное время суток при встрече машин переключают фары с дальнего света на ближний?

Нагретый утюг и горящая свеча являются источниками излучения. Чем отличаются друг от друга создаваемые этими приборами излучения?

Из древнегреческой легенды о Персее: «Не далее полета стрелы было чудовище, когда Персей взлетел высоко в воздух. Тень его упала в море, и с яростью ринулось чудо - вище 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 ее образование?

Шар раскаленный, золотой

Пошлет в пространство луч огромный,

И длинный конус тени темной

В пространство бросит шар другой.

Какое свойство света нашло отражение в этом стихотворении А.Блока? О каком явлении говорится в стихотворении?

Камера - обскура

Камерой-обскурой называется темная комната (ящик) с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.

Давайте сделаем

камеру - обскура

Возьмем спичечный коробок, сделаем посередине маленькое отверстие в полмиллиметра диаметром, разместим на дне коробка фотобумагу или плёнку для фотоаппарата (не засветив при этом) и, направив объективом на улицу, оставим часа на четыре. Вскроем и посмотрим, что получилось. Лучи падают на объект съёмки, отражаются от него, проходят через отверстие в камере-обскуре и фиксируются на фотобумаге. Чем меньше отверстие, тем меньше посторонних лучей от каждой точки объекта сможет через него пройти и отобразиться на фотобумаге. Следовательно, тем четче получится картина изображаемого объекта. А если отверстие большое, фотоотпечатка не получится – бумага просто засветится. С немного усложненной и увеличенной камерой-коробком, фотографические отпечатки получатся четче и большего размера. А усложнить её можно так: возьмите коробочку больших размеров, в центре стенки, где будет располагаться отверстие, вырежьте прямоугольник примерно 2×3 см, прикрепите скотчем на его место фольгу, предварительно проделав в ней аккуратное точечное отверстие. Внутри коробочки, на противоположной от отверстия стороне расположите пленку. Ещё проще взять старый фотоаппарат, свинтить с него объектив, заклеить дыру чёрной бумагой или фольгой и проделать в ней маленькое отверстие. Только не забудьте убрать шторку затвора, чтобы свет мог попасть на плёнку.

Домашнее задание

• Выполните лабораторную работу в отдельной тетради с построением светового луча и образованием области тени и полутени.
• Пришлите по электронной почте ответы на вопросы по теме «Солнечное и лунное затмения».
• Пришлите по электронной почте ответы на вопросы серии «Проверь себя».
• Сделайте камеру – обскура.