Посмотрите в действии на солнечный концентратор, который работает по такому же принципу. На что он способен?

В VI в. до н. э. Пифагор сформулировал теорию света, согласно которой прямолинейные видимые лучи испускаются глазом и ощупывают объект, давая зрительное ощущение.

В древней Греции бытовала легенда, гласящая о наличии собственного источника света внутри глаза. Глаз человека воздействовал на объект, получая в ответ изображение.

Начальные попытки механистического подхода к сущности зрения начались с Евклида, великого александрийского математика, который жил около 300 до н. э. В своих сочинениях он положил начало геометрической оптике, актуальной и сейчас.

Если мы смотрим на глаза кошки в темноте, то мы замечаем, что они ярко светятся и кошка легко передвигается в темноте; этот факт убеждал древних людей в реальном существовании огня в глазах, как это утверждали Эмпедокл и Платон. Однако, если в глазу имеется источник света, то почему человек не может видеть в темноте? Почему кошка видит в темноте? В этом мы разберемся к концу курса.

Природа света. Видимое излучение. Источники света.

Главным природным источником света служит Солнце.
Но каким образом тепло от Солнца доходит до Земли? Ведь Солнце находится в миллионах километров от нас.

Свет ─ это поток частиц-шариков, которые в физике принято называть фотонами. Когда вы записывались на курс, могли видеть призму, в которую входит белый луч света, а на выходе получаются цвета радуги. На самом деле, каждый из фотонов имеет определенную характеристику, которая определяет его цвет. Мы назовем ее просто цветом фотона. Получается, что есть некоторый диапазон цветов фотонов, который мы можем наблюдать. А все цвета вместе дают белый свет. Вы могли видеть радугу, радужные цвета в лужах или через очки. Это всё примеры, когда белый свет распадается по цветам. А почему так происходит, мы более подробно разберем в следующих главах.

Когда фотон встречает препятствие, он передаёт всю свою энергию телу, с которым приходит в контакт. В итоге энергия фотона переходит во внутреннюю энергию этого тела, а если внутренняя энергия увеличивается, то температура тела растёт.

Опытным путём установлено, что свет нагревает тела, на которые падает. Следовательно, свет передаёт телам энергию.

Один из способов изменения внутренней энергии тела ─ теплопередача.

Теплопроводность ─ передача тепла при непосредственном контакте тел.

Конвекция ─ перенос тепла в жидкостях и газах потоками вещества.

Теплопередача ─ это физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему. Существует три вида теплопередачи:

Излучение ─ механизм этого вида теплопроводности сложен, и нам не обязательно углубляться в его подробности; однако подчеркнем, что при излучении происходит перенос энергии не частицами вещества, а электромагнитными волнами ─ именно поэтому для излучения не нужна среда.

Вернемся к вопросу о том, как же свет передаёт телам тепло. Ни теплопроводность, ни конвекция не могут быть причиной передачи энергии. Теплопроводность воздуха очень мала, конвекционные потоки движутся вверх.

Приходим к выводу, что свет ─ это излучение, но лишь та его часть, которая воспринимается глазом. Именно поэтому свет и называют видимым излучением.

Факт 1:
Источники излучения могут испускать и невидимые лучи. Все вы знаете об ультрафиолетовых и рентгеновских лучах, которые мы не видим. В этом случае характеристика, которая отвечает за цвет, выходит за пределы того диапазона, который мы можем увидеть. Невидимыми лучами тоже переносится энергия от тела к телу с помощью излучения, однако в этом курсе мы будем рассматривать только видимое излучение.

Факт 2:
Так как свет является излучением, он может распространяться и переносить энергию даже в вакууме ─ в пространстве, не содержащем молекул. Поэтому свет способен переносить энергию на миллионы километров в безвоздушном пространстве ─ в космосе и на Земле мы чувствуем тепло от излучаемого Солнцем света.

Тела, способные излучать свет, называют источниками света. Источники света бывают естественными и искусственными.

К естественным источникам света относятся Солнце и другие звёзды, атмосферные разряды, молнии, различные светящиеся организмы: рачки, рыбы, насекомые.

Искусственными источниками света являются электрические лампочки, пламя газовой горелки, свечи и т. д.

Люминесценция ─ свечение вещества, связанное с преобразованием поглощаемой энергии в световое излучение. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке.

Обычно рассматривается 4 вида люминесценции.

Хемилюминесценция ─ выделение света в результате химических реакций.

Биолюминесценция, один из видов хемилюминесценции, ─ это процесс образования света организмом или в искусственной системе, в которую вовлечены живые организмы.

Ночные пляжи на Мальдивах и другие примеры биолюминесценции.

Рентгенолюминесценция ─ свечение под действием рентгеновских лучей.

Электролюминесценция ─ возникает при пропускании электрического тока через определенные типы люминофоров.

Фотолюминесценция – свечение тел под действием света (видимого и УФ-диапазона)

В настоящее время наиболее изучена фотолюминесценция, и именно она нас интересует больше всего.

Существует много веществ, которые становятся источниками света только тогда, когда через них пропускают свет. Такие вещества называют фотолюминофорами, а их свечение, как мы уже знаем, фотолюминесценцией.

Самый известный фотолюминофор ─ флуоресцеин. Это вещество является ярким красителем, а также очень красиво светится в ультрафиолетовом свете. Но если не светить на этот раствор, мы ничего не увидим.

Явление фотолюминесценции часто встречается в нашей жизни.
Наиболее известные примеры:

1. В дорожных знаках, которые при облучении светом фар становятся хорошо видны водителю, что делает движение на дороге более безопасным.
2. В ультрафиолете светится человеческая кровь, чем активно пользуются сыщики.
3. Фальшивые деньги покрывают люминофором.
4. Отметки в паспорте, которые видны под УФ.
5. Стрелки циферблата часов, неоновые палочки, браслеты покрывают фотолюминофором.

Определение скорости света. Скорость света.
Лазерная указка.

Первые попытки измерить скорость, с которой распространяется свет, принадлежали Галилею. На вершинах двух холмов на расстоянии 1,5 км друг от друга находились два наблюдателя с фонарями. Первый наблюдатель подавал сигналы фонарем другому наблюдателю, который, увидев свет, посылал сигнал своим фонарем обратно. Промежуток времени между посылкой и приемом сигнала первый наблюдатель измерял по числу ударов пульса. Время при этом получалось конечным, хотя и очень малым. Но Галилей понял, что задержка ответного сигнала связана со скоростью реакции нервной и мышечной систем человека, а не с конечной скоростью света. Таким образом, метод Галилея не дал даже приблизительно точных результатов.

1.5 км

⮛ Средний уровень

Скорость света впервые удалось измерить датскому ученому O. Рёмеру в 1676 г. Рёмер был астрономом, и его успех объясняется именно тем, что проходимые светом расстояния, которые он использовал для измерений, были очень велики. Это расстояния между планетами Солнечной системы. Датский астроном Рёмер наблюдал затмения спутника Юпитера под названием Ио. Рёмер измерял время между двумя последовательными появлениями спутника из тени Юпитера. Измерения проводились 2 раза: когда положения Земли и Юпитера на орбитах соответствовали их максимальному сближению и когда Земля удалилась от Юпитера на расстояние, равное диаметру своей орбиты (то есть через 6 месяцев после первого измерения). Во втором случае время между двумя появлениями Ио из тени Юпитера оказалось на 22 мин. больше, чем в первом случае.
Рёмер объяснял это так: «Если бы я мог остаться на другой стороне земной орбиты, то спутник всякий раз появлялся бы из тени в назначенное время; наблюдатель, находящийся там, увидел бы Ио на 22 мин. раньше. Запаздывание в этом случае происходит от того, что свет употребляет 22 мин. на прохождение от места моего первого наблюдения до моего теперешнего положения».

Скорость света = Диаметр Земной Орбиты * Задержка Наступления Затмения

υ = 300000000 км22·60 с ≈ 230 000 км/с

Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить французскому физику И. Физо в 1849 г. В опыте Физо свет от источника падал на полупрозрачную пластинку. После отражения от пластинки узкий пучок света направлялся на край быстро вращающегося зубчатого колеса. Пройдя между зубцами, свет достигал зеркала, находившегося на расстоянии нескольких километров (!) от колеса. Отразившись от зеркала, свет должен был опять пройти между зубцами, чтобы попасть в глаз наблюдателя. Когда колесо вращалось медленно, свет, отраженный от зеркала, успевал вернуться к наблюдателю через ту же прорезь. При увеличении скорости вращения он постепенно исчезал. В чем же здесь дело?
Пока свет, прошедший между двумя зубцами, шел до зеркала и обратно, колесо успевало повернуться так, что на место прорези вставал зубец и свет переставал быть видимым. При дальнейшем увеличении скорости вращения свет опять становился видимым. Очевидно, что за время путешествия света до зеркала и обратно колесо успевало повернуться настолько, что на место прежней прорези встала уже новая прорезь. Зная это время и расстояние между колесом и зеркалом, можно определить скорость света. В опыте Физо расстояние равнялось 3,733 км, и для скорости света было получено значение 313 000 км/с.

Смена зубцов происходит за время t = 1720·58 c = 2,395·10^–5 c

Скорость света, полученная Физо: c = 2lt = 2·3,733м2,395·10-5c ≈ 312 000 км/с

Более точный лабораторный метод определения скорости света был выполнен Майкельсоном. Свет прошёл суммарное расстояние, равное 70,7 км, за 1/8 оборота призмы. Прерывание света осуществлялось при помощи быстро вращающегося стального восьмигранного зеркала в форме призмы.

Скорость света, полученная Майкельсоном: с = 299 792 км/с.

В настоящее время скорость света является одной из фундаментальных постоянных, и её точное значение ─ 299 792 458 м/с.

Все мы встречались в жизни с лазерными указками. Чем же они отличаются от других источников света? Свет от лазерной указки почти не рассеивается и распространяется узким пучком. При этом мы имеем свет одного цвета.

Выключите свет и посмотрите, на каком расстояние луч лазера становится невидимым.

Если размерами источника света можно в данных условиях пренебречь, то его называют точечным.

По отношению к экрану 2 пламя свечи можно считать точечным источником света, так как свеча расположена на большом расстоянии от него. Но для экрана 1 пламя свечи уже нельзя считать точечным источником. В геометрической оптике принято источник света обозначать буквой S.

Линия, вдоль которой распространяется свет, называется световым лучом.

Чем меньше отверстие, тем в большей степени пучок света можно считать лучом.

А как распространяется свет?

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

Второй закон геометрической оптики говорит о независимости световых лучей:

Световые лучи распространяются независимо друг от друга.

Это значит, что лучи не влияют друг на друга, и распространяются так, как будто других лучей, кроме рассматриваемого, не существует.
Вы не раз могли видеть подтверждение двух законов в жизни.

1

2

Для того чтобы проверить закон прямолинейного распространения света в воде вам потребуется: стеклянный прозрачный стакан, наполненный водой, немного молока, лист миллиметровой бумаги и лазерная указка. Капните в воду немного молока, так чтобы раствор помутнел слегка-слегка. Поставьте стакан со смесью на лист миллиметровки и посветите на него лазерной указкой. Добейтесь того, чтобы луч (его будет очень хорошо видно из-за рассеяния в молоке) был параллелен линиям на миллиметровке. Таким образом вы можете убедиться в том, что свет в средах распространяется прямолинейно.

Давайте разберемся, как различные поверхности рассеивают свет.
Для изучения рассеяния света различными предметами вам потребуется лазерная указка и различные поверхности, например зеркало, цветная бумага или картон, ткань, экран смартфона или что-нибудь еще что придумаете лично вы. Направьте лазерный луч на изучаемую поверхность как изображено на рисунке и посмотрите на рассеянное пятно. Какой оно формы и интенсивности? Поэкспериментируйте с различными поверхностями и изучите как будут меняться пятна на экране.

Тень и полутень. Солнечное и лунное затмение.

Тени, каждый наблюдал их в солнечный день.
Тени – это области, куда не проникает свет.
Ещё в сочинениях Евклида (300 г. до н. э.) излагался закон прямолинейного распространения света. Именно прямолинейностью распространения света объясняется образование тени.
Полутень ─ область пространства, в которую свет попадает частично.
Из области полной тени мы не увидим источник света, а из области полутени увидим лишь часть поверхности источника.

Тень и полутень:

Луна – спутник Земли. Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца. Когда Луна, Солнце и Земля становятся в ряд, можно наблюдать явления солнечного и лунного (Земля находится в ряду между Солнцем и Луной) затмений.

Солнечное затмение – Луна закрывает Солнце от наблюдателя на Земле полностью (полное затмение) или частично (неполное затмение) (Луна находится в ряду между Солнцем и Землёй).
Если наблюдатель находится в области тени, он видит полное солнечное затмение, из области полутени наблюдается неполное затмение.
В первом случае можно наблюдать как полное, так и неполное солнечное затмение (в зависимости от положения наблюдателя на Земле). Во втором случае область тени отсутствует, и можно увидеть лишь неполное солнечное затмение.

Поскольку Луна – сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.

В зависимости от расположения Луны относительно Земли и Солнца выделяют фазы:
1. новолуние
2. молодая луна
3. первая четверть
4. прибывающая луна
5. полнолуние
6. убывающая луна
7. последняя четверть
8. старая луна

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) около 29,5 суток.

Отражение света. Закон отражения.

Можем ли мы увидеть друг друга темной ночью? А если мы приблизимся к светящемуся фонарю?

Именно благодаря отраженному свету мы видим предметы, различаем цвет одежды, любуемся картиной художника. Известно, что свет отражается от самых разных предметов.

На представленных картинках мы видим человека благодаря тому, что свет фонаря отражается от него и попадает в наш глаз. Девочка может читать книжку, потому что свет фонарика отражается от книги и попадает в её глаза.

Каким бывает отражение света и какими законами оно описывается? Проведем опыт. На оптическом диске, представляющем собой круг с делениями, закрепим зеркало. Направим из осветителя (лампочка в футляре с отверстием) на зеркало пучок света (луч АО).

От зеркала (гладкая отполированная поверхность) световой луч АО практически полностью отразится (луч ОВ). Опустим в точку падения луча АО перпендикуляр СО к поверхности зеркала. Угол между падающим лучом и перпендикуляром, проведенным в точку падения, называется углом падения. Обозначим этот угол буквой. Угол, образованный отраженным лучом и тем же перпендикуляром, называется углом отражения. Обозначим его буквой. А теперь сравним эти углы. Из опыта видно, что углы отражения и падения равны:

Увеличим угол падения, повернув осветитель влево.

Угол отражения тоже увеличится. Но по-прежнему α = γ.

То, что мы на оптическом диске видим не только падающий луч, но и отраженный, говорит о том, что они оба лежат в одной плоскости – плоскости диска.

На основании результатов опыта можно сформулировать законы отражения света:

1. Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к отражающей поверхности, проведенный в точку падения, лежат в одной плоскости.
2. Угол отражения равен углу падения.

Если теперь направить луч из точки B в точку O, он отразится от зеркала и пойдёт по направлению, по которому в предыдущем опыте шёл падающий луч. Лучи и углы поменялись местами. Это свойство отраженного и падающего лучей называют обратимостью (или взаимностью) световых лучей.

Давайте проверим закон отражения экспериментально.
Возьмите стеклянный прозрачный стакан и налейте в него воду. Капните в воду немного молока, так чтобы раствор помутнел слегка-слегка. Также вам потребуется транспортир и лазерная указка. Если у вас нет транспортира, его можно напечатать и вырезать. Положите транспортир под стакан с молоком, поставьте зеркало вертикально и светите на него через молочный раствор так, как показано на рисунке. Изменяя положение лазерной указки, вы можете изменять угол падения лазерного луча на зеркало и следить за изменением угла отражения. Убедитесь в том, что закон отражения света выполняется.

α = γ

Плоское зеркало.

Плоское зеркало – плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Построение:

Чтобы найти положение точки S, достаточно рассмотреть любые два луча расходящегося пучка. Обычно берут крайние лучи пучка, попадающего в глаз, – лучи АВ и CD на рисунке. Можно доказать, что точка S1 расположена симметрично точке S относительно плоскости зеркала. Поэтому для нахождения изображения точки достаточно опустить из нее на зеркало перпендикуляр и продолжить его на такое же расстояние за зеркало.

Для наблюдения изображения существенна лишь та часть АС зеркала, от которой лучи отражаются в глаз. Вся остальная часть зеркала может быть закрыта или даже отрезана. Это не помешает применить указанный простой способ построения изображения. Только перпендикуляр придется теперь опускать не на зеркало, а на его продолжение.

Изображение называется мнимым, если предмет и изображение находятся по разные стороны от плоскости зеркала (такое изображение получается при пересечении продолжений световых лучей).

Изображение в плоском зеркале всегда является мнимым, прямым (не перевёрнутым), по размерам равным предмету и находится на таком же расстоянии за зеркалом, на котором расположен предмет перед зеркалом.

Пусть светящаяся точка S находится перед плоским зеркалом. Поставим вопрос: где мы увидим изображение этой точки, если посмотрим в зеркало? Для ответа на этот вопрос построим ход нескольких лучей, выходящих из точки S. После отражения от зеркала такие лучи, как видно из рисунка, попадают в глаз наблюдателя. Человеку кажется, что лучи выходят из точки S1, которую можно найти, продолжив лучи в противоположную сторону до пересечения. Поэтому точка S1 будет являться изображением точки S в плоском зеркале. Это изображение называется мнимым, так как в точке S, пересекаются не сами отраженные лучи, а их продолжения.

Плоское зеркало:

Кроме известного вам широкого применения плоских зеркал в быту, они находят ряд других применений. Зеркала устанавливаются в кабине водителя для обозревания им салона автобуса. Они используются для декоративного оформления витрин магазинов. Плоские зеркала применяют в шкалах измерительных (в частности, электроизмерительных) приборов высокого класса точности и др.

Для того чтобы проверить формулу для количества изображений в двух зеркалах соберите следующую установку: возьмите два зеркала и поставьте их на транспортир, так чтобы они образовывали угол, причем отражающие стороны зеркал должны быть внутри острого угла. Для удобства можно скрепить зеркала друг с другом пластилином или скотчем. Поместите какой-нибудь маленький объект (например кусочек пластилина) внутрь острого угла и сосчитайте количество изображений. Измените угол φ и сосчитайте количество изображений при новом угле. Повторите аналогичные действия еще несколько раз и сделайте вывод о выполнимости формулы.

Задачи на вебинаре

Задача 1

Источник света S находится над круглой непрозрачной пластиной на расстоянии а = 1 м от неё. Расстояние от пластинки до экрана b = 0,8 м, а диаметр тени на экране составляет d = 2,7 м. Определить радиус пластинки. (рис. 1)

Задача 2

Человек идёт ночью по улице, освещённой фонарями. В некоторый момент он обратил внимание на то, что тень, которую он отбрасывает перед собой, в два раза короче тени за его спиной. Пройдя 5 метров, он заметил, что ситуация изменилась: теперь тень за спиной в два раза короче тени перед ним. На каком расстоянии друг от друга стоят на этой улице фонарные столбы, если все они одинаковой высоты?

Палка, стоящая вертикально на горизонтальной площадке, освещаемой солнечным светом, имеет высоту h = 1,2 м и отбрасывает тень длиной L = 0,9 м. Палку начинают медленно наклонять в направлении отбрасываемой ею тени так, что её нижний конец не сдвигается с места. Длина тени при этом до определенного момента увеличивается, а потом начинает уменьшаться. Чему была равна максимальная длина тени от палки?

Задача 3

Построить изображение стрелки. (рис. 2)

Задача 4

С помощью плоского зеркала надо осветить дно глубокого колодца. Солнечные лучи составляют с поверхностью земли угол 30°. Под каким углом к вертикали надо расположить плоское зеркало, чтобы выполнить задуманное?

Задача 5

Задача 6

Шахматная фигура АВ расположена на столе так, как показано на рисунке. Построением хода световых лучей показать положение изображения фигуры в плоском зеркале ГГ'. Указать область, в которой глаз наблюдателя может увидеть ее изображение. (рис. 3)

Девочка приближается к зеркалу (перпендикулярно его поверхности) со скоростью v = 0,5 м/с. С какой скоростью изображение девочки приближается к зеркалу? К девочке?

Задача 7

Точка S движется со скоростью v = 3 см/с, а зеркало — со скоростью u = 2 см/с, движение поступательное, см рисунок. С какой скоростью движется изображение точки S? (рис. 4)

Задача 8

Задача 9

Что такое уголковый отражатель? Уголковый отражатель образован двумя перпендикулярными зеркалами. На него падает луч света. Докажите, что после двукратного отражения (в обоих зеркалах) луч окажется параллелен падающему.

Построить ход луча на рис. 5.

Задача 10

Что такое перископ? Где он применяется?

Задача 11

Постройте изображение точечного источника света в двух плоских зеркалах, если угол между ними равен 120°, 90° , 60°, 45° . Сколько изображений получается?

Задача 12

(рис. 2)

(рис. 3)

(рис. 4)

(рис. 5)

(рис. 6)

Два зеркала сложены под углом 7°. Школьник Станислав направил через маленькое отверстие в одном из зеркал луч лазерной указки перпендикулярно этому зеркалу. Сколько всего отражений испытает луч от этих зеркал? (рис. 6)

Задача 13

Человек, рост которого равен h, идёт по краю тротуара с постоянной скоростью v. На расстоянии l от края тротуара стоит фонарный столб, на самом верху которого горит фонарь Ф. Высота столба равна H (рис. 7). Изобразите графически зависимость скорости движения по тротуару тени головы человека от координаты x. Поверхность тротуара горизонтальна, а его край представляет собой прямую линию.

Задача 14

(рис. 7)

(рис. 1)

Задача 1

Источник света диаметра D = 20 см расположен на расстоянии L = 2,0 м от экрана. На каком наименьшем расстоянии x от экрана нужно поместить мячик диаметра d = 8, 0 см, чтобы он не отбрасывал тени на экран, а давал только полутень? Прямая, проходящая через центры источника света и мячика, перпендикулярна плоскости экрана.

Задача 2

Задача 3

Солнечный луч, проходящий через отверстие в ставне, составляет с поверхностью стола угол 48°. Как надо расположить плоское зеркало, чтобы изменить направление луча на горизонтальное?

В комнате вертикально висит зеркало, верхний край которого расположен на уровне волос верхней части головы человека ростом 182 см. Какой наименьшей длины должно быть зеркало, чтобы этот человек видел себя во весь рост?

Задача 4

На стене комнаты висит картина P, а на полу лежит зеркало M (см. рис.). На каком расстоянии x от картины должен стоять человек, чтобы он мог видеть изображение картины в зеркале целиком? Какую часть изображения человек сможет увидеть, встав на расстоянии a от дальней стены? Длина стороны клетки a = 0,55 м.

Задача 5

Колышек высотой h = 1 м, поставленный вблизи уличного фонаря вертикально, отбрасывает тень длиной x = 0,8 м. Если перенести колышек на расстояние d = 1 м в той же плоскости дальше от фонаря, то он станет отбрасывать тень длиной y = 1,25 м. На какой высоте подвешен фонарь?

Задача 1

Колышек высотой h = 1 м, поставленный вблизи уличного фонаря вертикально, отбрасывает тень длиной x = 0,8 м. Если перенести колышек на расстояние d = 1 м в той же плоскости дальше от фонаря, то он станет отбрасывать тень длиной y = 1,25 м. На какой высоте подвешен фонарь?

Задача 2

Задача 3

На стене комнаты висит картина P, а на полу лежит зеркало M (см. рис.). На каком расстоянии x от картины должен стоять человек, чтобы он мог видеть изображение картины в зеркале целиком? Какую часть изображения человек сможет увидеть, встав на расстоянии a от дальней стены? Длина стороны клетки a = 0,55 м.

Мальчик, рост которого h, идет с постоянной скоростью v по прямой дорожке, проходящей на расстоянии l от фонаря высотой H . Найти скорость тени на земле от головы мальчика в тот момент времени, когда расстояние от мальчика до точки дорожки, находящейся на минимальном расстоянии от основания фонаря, равно x = 2l.

Задача 4

На листе с приведённой фотографией восстановите положение Солнца и верхнего края забора. Все построения проводите непосредственно на выданном листе с фотографией и по окончанию тура сдайте его вместе с работой. В своей тетради приведите необходимые пояснения.

Задача 1

На листе с приведённой фотографией восстановите положение Солнца и верхнего края забора. Все построения проводите непосредственно на выданном листе с фотографией и по окончанию тура сдайте его вместе с работой. В своей тетради приведите необходимые пояснения.

Задача 2

Задача 3

В углу прямоугольной комнаты размерами a × b × H = = 9 м × 3,5 м × 4 м на стенах висят два высоких зеркала от пола до потолка шириной c = 1 м каждое, вплотную прижатые друг к другу. На расстоянии c от зеркал находится яркий точечный источник, такой, что свет от него попадает только на зеркала. Существуют ли в комнате участки стен, на которые не попадает свет? Если да, то какова площадь неосвещённой части стен?

Точечный источник S расположен между двумя, образующими двугранный угол α = 50°, причем угловое расстояние от источника до горизонтального зеркала β = 10°. Определить количество изображений в данной системе зеркал и их угловые координаты. Угловые координаты отсчитывайте от источника: по часовой стрелке – с минусом, против – с плюсом.

Дополнительно

Задача 1 (Сферическое зеркало)

Глаз наблюдателя расположен так, что муравей и его изображение в «кривом» (сферическом) зеркале для наблюдателя имеют одинаковые угловые размеры и полностью «накладываются» друг на друга. Наблюдатель отодвинулся от зеркала на расстояние L вдоль линии, на которой находятся муравей и его изображение, и теперь видит, что угловой размер муравья составляет 75% от углового размера его изображения. Затем наблюдатель отодвинулся в том же направлении ещё на L, и угловой размер изображения стал в 1,5 раза больше углового размера муравья. Во сколько раз изображение муравья больше его самого? Каков радиус кривизны зеркала?

Задача 2

Только взошло Солнце. По ровной дороге на велосипеде едет со скоростью v0 кот Леопольд. А в это время на расстоянии r от дороги и L от кота два озорных мышонка пытаются при помощи осколка зеркальца попасть «солнечным зайчиком» Леопольду прямо в глаз (рис. 1). Найдите, с какой угловой скоростью ω мышата должны поворачивать зеркальце, чтобы слепить кота. Примечание. Угловая скорость ω = ∆ϕ/∆t, где ∆ϕ — угол поворота зеркала за малое время ∆t.

Чебурашка и крокодил Гена весной поехали в Лагерь Дружбы на острове Чунга-Чанга. Остров расположен на экваторе. На территории лагеря построены два типовых 100-этажных корпуса (в виде прямоугольных параллелепипедов), один строго на востоке от другого. Здания корпусов параллельны друг другу и перпендикулярны экватору (рис. 2). Чебурашка поселился в западном корпусе, а крокодил Гена — на десятом этаже восточного корпуса. Окна их комнат оказались выходящими друг на друга. В день весеннего равноденствия, 21 марта, солнце светило в окно Гены в течение T1 = 2 часов, а в окно Чебурашки — T2 = 4 часов.
1. На каком этаже живёт Чебурашка?
2. Что показывали часы Чебурашки, когда окна в корпусе Гены ему впервые показались золотыми?
3. В течение какого времени окна в корпусе Гены казались Чебурашке золотыми? Примечание. Окна кажутся золотыми, когда в них отражается Солнце. Многократные отражения не учитывать. В 12 часов Солнце находилось в зените.

Задача 3

(рис. 1)

(рис. 2)