TwiddleLab / Физика / Свет и зрение

Свет идёт по прямым

Урок 1 из 10 · 5 мин · Бесплатно, без аккаунта

Что ты узнаешь

• Свет распространяется по прямым линиям. Мы рисуем его лучами.
• Маленькое отверстие пропускает от каждой точки один луч, поэтому картинка перевёрнута, а её размер зависит от двух расстояний.
• Тень это место, куда лучи не доходят: чем ближе предмет к лампе, тем больше тень.

Начать урок

Как идёт урок

1. Почему картинка в камере-обскуре перевёрнута? Сначала: а перевёрнута ли?

   Свеча светит через крошечное отверстие на экран в тёмной коробке.

2. Двигай свечу и экран. Следи за двумя лучами.

   Один луч от кончика пламени, один от основания. Каждый проходит через отверстие по прямой.

3. Сделай отверстие больше. Может ли картинка быть сразу яркой и чёткой?

   Найди размер отверстия, при котором картинка достаточно яркая и всё ещё чёткая.

   От одной точки пламени свет проходит через всё отверстие. Через отверстие 4 мм этот свет расходится на экране в пятно шириной несколько мм. Много наложенных пятен дают размытие. Из-за этого компромисса в настоящих камерах стоит линза, а не дырочка.

4. Световые лучи.

   В одном веществе свет идёт по прямым линиям. Его путь мы рисуем лучом: линией с направлением.

   Изображение в камере-обскуре перевёрнуто, потому что лучи от верха и низа пересекаются в отверстии. Его высота = высота предмета × (от отверстия до экрана ÷ от предмета до отверстия).

   Тень это область, куда лучи не могут попасть, потому что их что-то загораживает.

   Упрощение: луч это модель. На самом деле свет это волна, и через очень маленькие отверстия он немного расходится (дифракция). Для обычных размеров лучи работают отлично.

5. Игра: театр теней. Сделай так, чтобы каждая тень заполнила свой контур.

   Три куклы. Меньше ходов, больше звёзд.

6. Куда на экране попадёт луч от кончика пламени?

   В воздухе луч никогда не поворачивает. От кончика пламени он идёт вниз к отверстию, значит, и после отверстия он всё ещё идёт вниз. Экран дальше свечи, поэтому луч попадает ещё дальше от середины: картинка больше и перевёрнута.

7. Сделай афишу своего театра теней.

   Твои три тени, в тех размерах, которые получились.

Следующий урок: Зеркала: угол падения равен углу отражения · Часть курса: Свет и зрение

Уроки интерактивные и работают на JavaScript. Включи его, чтобы играть.