Изображая распространение света на чертежах, световые пучки заменяют лучами. Световой луч – это линия, указывающая преобладающее направление распространения энергии электромагнитной волны в пучке света. Световой луч является геометрической моделью пучка света.

Характерной особенностью светового луча является его прямолинейность, если свет распространяется в однородной среде. Проделаем опыт. В аквариум нальём воды, добавим каплю молока и перемешаем воду, чтобы она стала мутной. Направим на аквариум луч лазера. Мы увидим, что луч прямолинеен, пока он распространяется в однородной среде – в воздухе или в воде (см. рис. «а»).

Теперь при помощи шланга, опущенного в нижнюю часть аквариума, вольём раствор соли. Его плотность больше плотности воды, поэтому раствор заполнит нижнюю часть аквариума. Однако жидкости частично смешаются друг с другом, и в аквариуме образуется неоднородная среда: плотность его содержимого будет возрастать сверху вниз.

Снова включим лазер. Мы обнаружим, что пока луч идёт в воздухе, то есть однородной среде, он распространяется прямолинейно. На границе раздела сред (воздуха и аквариума) луч преломляется. В неоднородной среде луч распространяется криволинейно, и чем ближе к дну аквариума, тем заметнее искривление луча. Однако после выхода в однородную среду, воздух, луч опять становится прямолинейным (см. рис. «б»).

Итак, закон прямолинейного распространения света утверждает, что лучи света, распространяющегося в прозрачной однородной среде, являются прямыми линиями.

1. Пучки света обычно заменяют лучами, ...
2. Под световым лучом понимают прямую линию, символизирующую ...
3. Модель светового луча подразумевает его ...
4. Добавлением молока и перемешиванием воды мы добиваемся, ...
5. Направленный на аквариум луч света от карманного лазера ...
6. Раствор соли мы медленно вольём в аквариум посредством ...
7. Раствор соли не попадёт в верхнюю часть воды, поскольку ...
8. Из-за потока раствора соли из шланга, а также из-за диффузии, ...
9. Смешивание воды и раствора соли приведёт к тому, что ...
10. Неоднородность среды в аквариуме выразится в том числе и в том, что ...
11. Основным результатом второй части опыта с аквариумом и лучом лазера будет наблюдение: ...
12. Несмотря на искривление луча в неоднородной среде внутри аквариума, ...
13. Сформулируйте закон прямолинейного распространения света.

Образование тени и полутени. Для знакомства с этими явлениями проделаем опыты. Электрическую лампу с прозрачным стеклом, мяч и экран подвесим на одной линии. Включив лампу, мы увидим на экране тень мяча (рис. «а»). При этом правее мяча между ним и экраном находится область тени, в которую световые лучи не проникают вообще.

Возьмём теперь лампу с «матовым» стеклом. Мы увидим, что теперь на экране есть не только тень, но и полутень (рис. «б»). Аналогично, между мячом и экраном существует как область тени, куда лучи не проникают вообще, так и область полутени, куда проникают лишь некоторые лучи света.

Почему же возникла полутень? В первом опыте источником света служила спираль лампы. Она имела небольшие размеры по сравнению с расстоянием до мяча и его размерами. Поэтому спираль можно считать точечным источником. Во втором опыте свет испускался уже не спиралью, а баллоном лампы. Его размерами по сравнению с расстоянием до мяча и его размерами уже нельзя пренебрегать. Поэтому баллон следует считать протяжённым источником. От каждой его точки исходят лучи, некоторые из которых попадают в прежнюю область тени, подсвечивая её края и превращая в полутень. Она расположена между красной и синей линиями (рис. «в»).

Как видите, оба рассмотренных явления: образование тени и образование полутени являются экспериментальными подтверждениями закона прямолинейного распространения света.

14. Для наблюдения тени мы используем ...
15. В отличие от плоской тени, область тени является объёмной частью пространства, ...
16. Для наблюдения не только тени, но и полутени, ...
17. Часть пространства, куда проникают только некоторые лучи источника света, представляет собой ...
18. Спираль лампы с прозрачным баллоном можно считать точечным источником, потому что ...
19. Матовый баллон лампы следует считать протяжённым источником, так как ...
20. Существование теней и полутеней в физике считают ...