Какие свойства светового луча используется
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев
Темы кодификатора ЕГЭ: прямолинейное распространение света.
Мы приступаем к изучению оптики – науки о распространении света. Нас ждут два раздела оптики: сравнительно простая геометрическая оптика и более общая волновая оптика.
Говоря о свете, мы всегда подразумеваем видимый свет, то есть электромагнитные волны в узком частотном диапазоне, непосредственно воспринимаемые человеческим глазом. Как вы помните, длины волн видимого света находятся в промежутке от 380 до 780 нм.
С точки зрения электродинамики Максвелла распространение света ничем не отличается от распространения других электромагнитных излучений – радиоволн, инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения. В этом смысле оптика оказывается просто частью электродинамики.
Но ввиду той колоссальной роли, которую свет играет в жизни человека, оптические явления начали изучаться давным-давно. Все основные законы оптики были установлены задолго до создания электродинамики и открытия электромагнитных волн. И потому с тех давних пор оптика оформилась в самостоятельный раздел физики – со своими специфическими задачами, методами, экспериментами и приборами.
Главным природным источником света служит Солнце, и люди ставили много опытов с солнечными лучами. Отсюда в оптику вошло понятие светового луча. Впоследствии оно получило строгое определение.
Световой луч – это геометрическая линия, которая в каждой своей точке перпендикулярна волновому фронту, проходящему через эту точку. Направление светового луча совпадает с направлением распространения света.
Если данное определение осталось для вас не совсем понятным – ничего страшного: на первых порах вы можете представлять себе просто узкие пучки света наподобие солнечных лучей. Этого вполне хватит, чтобы уяснить все основные вещи и научиться решать задачи. Ну а время строгого определения придёт несколько позже – когда начнётся волновая оптика.
Законы геометрической оптики.
Геометрическая оптика изучает распространение световых лучей. Это исторически первый и наиболее простой раздел оптики. В основе геометрической оптики лежат четыре основных
закона.
1. Закон независимости световых лучей.
2. Закон прямолинейного распространения света.
3. Закон отражения света.
4. Закон преломления света.
Данные законы были установлены в результате наблюдений за световыми лучами и послужили обобщениями многочисленных опытных фактов. Они являются утверждениями, сформулированными на языке геометрии. Волновая природа света в них не затрагивается.
Законы геометрической оптики первоначально являлись постулатами. Они лишь констатировали: таким вот образом ведёт себя природа. Однако впоследствии оказалось, что законы геометрической оптики могут быть выведены из более фундаментальных законов волновой оптики.
Геометрическая оптика отлично работает, когда длина световой волны много меньше размеров объектов, присутствующих в данной физической ситуации. Можно сказать, что геометрическая оптика есть предельный случай волновой оптики при . Неудивительно поэтому, что сначала были открыты законы именно геометрической оптики: ведь размеры предметов, встречающихся нам в повседневной жизни, намного превышают длины волн видимого света.
Первый закон геометрической оптики совсем простой. Он говорит о том, что вклад каждого светового луча в суммарное освещение не зависит от наличия других лучей.
Закон независимости световых лучей. Если световые лучи пересекаются, то они не оказывают никакого влияния друг на друга. Каждый луч освещает пространство так, как если бы других лучей вообще не было.
Закон прямолинейного распространения света также очень прост, и мы его сейчас обсудим. Законам отражения и преломления будут посвящены следующие разделы.
Закон прямолинейного распространения света. В прозрачной однородной среде световые лучи являются прямыми линиями.
Что такое “прозрачная однородная среда”? Среда называется прозрачной, если в ней может распространяться свет. Среда называется однородной, если её свойства не меняются от точки
к точке. Равномерно прогретый воздух, чистая вода, стекло без примесей – всё это примеры прозрачных и оптически однородных сред.
Таким образом, закон прямолинейного распространения света означает, что в прозрачной однородной среде понятие светового луча совпадает с понятием луча в геометрии.
Данный закон не требует каких-либо дополнительных пояснений – он хорошо вам известен. Вам неоднократно доводилось видеть прямолинейные солнечные лучи, пронизывающие облака, или тонкий прямой луч, пробивающийся в запылённой комнате через щель в окне. Находясь под водой, можно наблюдать прямые солнечные лучи, идущие сквозь воду.
При нарушении однородности среды нарушается и закон прямолинейного распространения света. Например, на границе раздела двух прозрачных сред световой луч может разделиться на два луча: отражённый и преломлённый. Если оптические свойства среды меняются от точки к точке, то ход световых лучей искривляется. В этом состоит причина миражей: слой воздуха вблизи раскалённой земной поверхности нагрет больше, чем вышележащие слои; он имеет иные оптические свойства, и его действие оказывается подобным зеркалу. Обо всём этом мы поговорим позднее.
Геометрическая тень.
Вам хорошо известно, что различные предметы отбрасывают тень. На рис. 1 изображён точечный источник света и непрозрачный предмет – красный треугольник. На экране мы видим тень этого предмета в виде серого треугольника.
Откуда берётся тень? Дело в том, что если на пути световых лучей оказывается непрозрачный предмет, то происходит следующее.
1.Луч, идущий мимо предмета, продолжает распространяться в прежнем направлении – как если бы данного предмета вообще не было.
2. Луч, попадающий на предмет, не проникает внутрь предмета. Дальнейший ход такого луча в прежнем направлении пресекается.
Так возникает геометрическая тень, края которой чётко очерчены. Поскольку свет распространяется прямолинейно, форма геометрической тени оказывается подобной контуру предмета. Так, на рис. 1 серый треугольник подобен красному.
Граница реальной тени имеет более сложный вид: вмешивается дифракция света на краях предмета. Дифракция – это отклонение света от первоначального направления; данное явление обусловлено волновой природой света и не описывается в рамках геометрической оптики.
 |
| Рис. 1. Геометрическая тень |
Источник
2
4 ответа:
10
0
Я согласен с предыдущим ответом, что действительно свойства которые используются связаны с фотоэффектом. Но надо определиться. Само свойство означает, что под действием фотонов света на приемнике выбиваются электроны и возникает электрический ток. Так вот когда вы перекрываете световой поток, то ток прекращается и срабатывает реле, а затем и турникет.
3
0
Обычный инфракрасный свет передатчика помоему в левой стойке(инфракрасный свет не виден человеческому глазу даже в полной темноте,но хорошо и ярко виден если посмотреть например через камеру на вашем телефоне или фотоаппарате,то же самое как например дома пульт от телевизора,нажимаете кнопку и ничего не видно,но стоит посмотреть на фотодиод в передней части пульта через камеру мобильного телефона и нажать кнопку на пульте любую то сразу увидете на экране мобильного яркое импульсное мерцание фотодиода.) И на правой стойке расположен приемник ик сигнала. Тоесть если на пути ик луча от левой стойки появляется помеха человеческая нога например то ик приемник остается без сигнала,на этом принципе происходит моментальное закрытие створок. Спасибо за внимание!!!
1
0
Не буду дополнять прекрасно описанное устройство датчика в турникете метрополитена, просто аналогичный вопрос имеется в учебниках для 4 класса, и как вы наверное понимаете ответа он требует более простого, на уровне знаний, доступных для этого класса. Так вот, в турникете метро, и во многих других местах используется фотоэффект, то есть явление возникновение электрического тока в веществе под действием луча света. Луч света прерывается – ток прекращается и турникет захлопывается.
А еще часто спрашивают какие свойства луча используются в очках – фокусирование, на экране кинотеатра – отражение, в астрономии – преломление, отражение.
1
0
В турникете, лифте(открывание дверей если что либо находится между дверьми двери не закроются) на турникете наоборот и различных системах автоматики используют излучающий луч с одной стороны и приемник линзу с другой стороны. Линза которая фокусирует луч. Луч инфракрасного излучения как из пульта дистанционного управления телевизора который излучает лазер или светодиод.
Читайте также
Начну с того, что предпочитаю передвигаться пешком, и если времени достаточно, то на расстояния до 5-7 км. (внутри города) пойду пешком. Если же время поджимает – тот транспорт, что быстрее. И это явно будет не автомобиль. Единственный городской транспорт, к которому я питаю некоторую симпатию, это трамвай. Что-то в нем есть романтическое… 🙂
В связи с трагическими событиями, случившимися в московском метро в последние годы, усилена охрана и скрупулезно отслеживается процесс строительства новых станций. Сейчас никто не посмеет закрепить рельсы проволокой. Так что можно ездить в метро спокойно, тем более что это самый быстрый способ добраться до места назначения. А катастрофы в метро все-таки нечасты, чем, скажем, аварии на дорогах.
Лучше всего обвинять самые низшие чины. Рыба гниет с головы, но чистят её с хвоста. Не зря большие дяди вчера зашебуршали и сбежались к месту аварии давать комментарии. Очко-то сразу сжалось, ведь это они же сокращали расходы на ремонты и оптимизировали рабочих, отвечающих за исправность.
Так что уволят бригаду, которая обслуживала данный участок путей. Того, кто стоял на смене и мастера, возможно, будут судить. Также могут судить и штрафовать тех, кто проверял данный участок пути последний раз и подписывал акт об исправности.
Так что полагаю, это была халатность оптимизаторов.
В Санкт-Петербурге произошли теракты на станциях метрополитена. Информация постоянно меняется, количество погибших и пострадавших уточняется.
На вход и выход закрыты станции Парк Победы, Электросила, Московские ворота, Фрунзеская, Технологический институт, Сенная площадь, Гостиный двор. Движение осуществляется на участках Парнас – Невский проспект и Купчино – Московская
На 15.30. 03.04.17 – 10 погибших, 20 пострадавших, предварительно.
В 14.40 в вагоне метро двигавшемся по синей ветке между станциями Технологический институт и Сенная площадь прогремел взрыв. По заключению следствия, проведенного немедленно после трагедии, причиной тому стала самодельная бомба мощностью 500 г в тротиловом эквиваленте. Взрывное устройство было умышленно установлено под одним из сидений в вагоне. Начинка в виде поражающих элементов стала причиной гибели 11 человек, 47 ранено. В Санкт-Петербурге с 4 апреля был объявлен трехдневный траур по жертвам теракта. Власти города усиливают меры безопасности и готовят программу помощи пострадавшим, врачи продолжают борьбу за жизнь раненых. Вечная память невинным жертвам.
Источник