Как получается изображенье в оптических приборах разных и световая атмосфера
Встречаясь порой в пособиях для подготовки к ОГЭ с такими «простыми» задачами, как:
1)Ханнанов Н.К. ГИА 2013. Физика. Сборник заданий. 9-ый класс, 2012, тема 23, с.174, № 1:
Примером прямолинейного распространения света служит:
радуга, мираж в пустыне, видимость Луны в ночное время;
2)Ханнанов Н.К. ГИА 2013. Физика. Сборник заданий. 9-ый класс, 2012, тема 24, с.189, № 18:
установите соответствие между приборами и типами изображения в них:
проектор, дверной глазок, лупа, глаз.(последний пункт я от себя добавил)
просто диву даёшься, зачем в пособии по ОГЭ столь трудные задачи?
(а конкретно - более трудные, чем в ЕГЭ.
А это всё тут потому, что авторы этих вот задач – так же точно рассуждают
(как и авторы учебников по математике для начальных классов, где содержательное решение (текстовых тут) задач тут требуется только): чем меньше формул, тем для понимания лучше.
Но они тут заблуждаются конкретно: ведь формулы для краткой записи понятий смысла – еще никто тут не создал. Но именно они и требуются для 100% правильного решения преобладающих в пособиях по ОГЭ задач.)
Но начнём с задачи 2, как более простой.
Возьмём дверной глазок. Допустим, что к нам гость пришёл и в дверь тут постучался. Посмотрим на него в дверной глазок. И что мы видим? Наш гость по ту сторону двери стоит как будто бы дальше от нас, чем на самом деле, но в росте он увеличился, однако.
Это и есть то самое изображение, которое дверной глазок даёт. И поскольку видим мы его непосредственно, без экрана, а также по другую сторону от глазка, чем та, где находимся мы, то мнимое оно. Это говорит о том, что те лучи, которые к нам в глаз приходят якобы от изображенья (как оптической копии предмета), на самом деле там не были никогда.
Такое изображение (мнимое, уменьшенное) всегда рассеивающая линза нам даёт.
Возьмём мы лупу и посмотрим через неё на некоторый предмет, от неё находящийся близко. Что мы увидим? Увеличенное и удалённое изображение предмета по другую сторону от лупы, чем та, где находимся мы. Такое изображение является тоже мнимым, но получается оно при помощи собирающей линзы при условии, что предмет находится ближе фокуса от неё.
Теперь к проектору мы перейдём. Понятно сразу нам, что он – изображение увеличенное даёт, которое мы видим на экране, то есть по нашу сторону от линзы. Отсюда вывод, что изображение – действительное это, а проектор – представитель собирательных линз, по отношению к которым дальше фокуса находится предмет, но ближе, чем двойное фокусное расстояние. Ибо только в этом случае собирательная линза увеличенное изображение даёт.
И наконец мы разберём, как работает наш глаз. Поскольку глаз имеет малые размеры, и изображение в нём на сетчатке надо получить, а предмет любой находится на большем расстоянии, чем размеры глаза, то сразу нам понятно, что глаз действительное уменьшенное изображение даёт. Что получается при при помощи собирающей линзы (которой и является хрусталик в глазе) при нахождении предмета от неё на расстоянии таком, которое больше двойного фокусного расстояния. Ибо только в случае этом собирающая линза уменьшенное действительное изображение даёт.
Теперь, когда мы разобрали варианты всех оптических систем, зададимся мы вопросом: а что всё-таки такое, мнимое это изображенье предмета? Во-первых, нам понятно, что получается оно всегда в рассеивающей линзе. Но почему же так? А вот тут почему: от любой точки предмета всегда исходит расходящийся световой пучок
(о его происхожденьи вопрос чуть позже (в этой же статье) мы с вами разберем),
а рассеивающая линза такова, что увеличивает расхождение пучка лучей, то есть угол расхождения пучка делает больше.
(а если более точно – угол верхнего луча пучка относительно нижнего луча всё более положительный по величине даёт. То есть нижний луч, чтоб сделать из него верхний, мы поворачиваем против стрелки часовой.)
Поэтому через такую линзу мы видим наш предмет к нам ближе, чем он находится реально. Отсюда вывод: мнимое изображенье – это оптическая копия предмета, получающаяся по ту же сторону от линзы, что и сам предмет.
Казалось бы, поскольку собирающая линза увеличивает угол схождения пучка
(а если более точно – угол верхнего луча пучка относительно нижнего луча всё более отрицательный по величине даёт. То есть нижний луч, чтоб сделать из него верхний, поворачиваем мы по стрелке часовой.),
то расходящийся пучок она в сходящийся превращает, поэтому и создаёт по другую сторону от себя относительно предмета уже действительное изображенье. Но есть один тут всё-таки случай, когда и собирающая линза сделать этого не может. А именно, когда предмет находится ближе фокуса от неё. Ведь тогда идущий от его тут точки расходящийся пучок расходится настолько сильно, что собирающая линза не может его в сходящийся превратить, хотя и уменьшает изначальное его тут расхожденье. Вот поэтому в этом случае в ней и получается мнимое, но увеличенное изображенье.
Что же касается случаев остальных для собирающей линзы, то тогда действительное она изображение даёт, поскольку за собою создаёт уже сходящийся пучок. Поэтому изображение получается за ней. И это тоже оптическая копия предмета, но ведущая себя в точности как предмет, с оптической только точки зренья. Но что же всё-таки её от мнимого изображенья отличает? А вот именно то, что реальная копия это, а вот мнимое изображенье – копия воображаемая предмета. То есть последнее (как бы) возникает там, где не были никогда лучи, и следовательно оно – (в какой-то степени) плод домыслов нашего мозга.
Для собирающей линзы также есть критический случай. А именно такой, когда изображение предмета в линзе вообще не создается никакое. Попробуйте сообразить вы те условия, при которых получится такое. Уже сообразили? И каков же результат? Всё верно: когда предмет мы точно в фокус помещаем. Тогда ведь наша линза любой пучок, который расходится от предмета, в пучок тут параллельный превращает.
(то есть такой, который ни схождения ни расхождения не имеет, поэтому и изображенья никакого не даёт.)
А еще неплохо бы запомнить, что для собирающей линзы еще один есть невостребованный на практике случай. А именно, когда ни увеличения изображенья, ни его тут уменьшенья в линзе никакого и не будет. И это произойдет когда? Сообразили? Всё верно, будет тут такое, когда предмет находится от линзы на фокусном расстоянии двойном.
Теперь, как обещал я выше, разберём такой вопрос: каким же образом в дневное время суток, а также в комнате такой, которая искусственным светом полноценно освещена (а не как фонариком каким-то) получается такое, что любой предмет в пределах нашего обозренья с любого ракурса
(а не с какого-то единственного лишь. Ведь именно это из закона отраженья вытекает. Ведь видим мы предмет тогда лишь, когда луч света, отраженный или испущенный от него, к нам в глаз вдруг попадает. А луч света от источника до данного предмета в единственном только направлении идёт. Поэтому и видеть мы предмет любой с единственного ракурса только сможем.)
мы можем лицезреть?
Остаётся нам предположить, что в любую точку каждого предмета свет падает со всех возможных направлений. Поэтому и отразившись от него при любом тут нашем нахождении (конечно, вне зоны тени от некоторого предмета и при обращении взором на предмет наш данный) достигает наших глаз. Ведь только при таком условьи сможем мы все предметы лицезреть и с ракурса любого.
Но как же нам тут объяснить явление сиё?
Начнём мы тут с того, что давно уже известно, что, если, например, в воде нам растворить некоторое количество соли, поместить раствор в сосуд прозрачный и в тёмной комнате фонариком на сосуд нам посветить, то мы увидим, что от фонарика луч сосуд проходит напрямую. И это называется истинный раствор.
Теперь другой мы сделаем опыт. Размешаем мы в воде не соль, а например, муку. И суспензию поместим в сосуд прозрачный и также в тёмной комнате на сосуд фонариком мы посветим. Что мы увидим? Что от фонарика свет расходится конусом в сосуде. А всё тут почему? А потому, что содержимое данного сосуда в случае этом – коллоидный раствор, рассеивает он лучи во всевозможных направлениях.
Именно таким коллоидным раствором и является Земная атмосфера, ввиду оптической неоднородности её. Поэтому и рассеивает она попадающие в неё лучи во всевозможных направленьях. Отсюда результат вам, под названием световая атмосфера: в субстанции такой в любой её точки света тут лучи идут во всевозможных направленьях. Огромный мы 3-д светильник в итоге получаем.
Которого, например, лишена Луна. Так как она не имеет газовой атмосферы. Поэтому солнечные лучи, падая на Луну, только лишь её поверхность заставляют тут светиться.
Продолжение следует!
Далее разберем решение задачи № 1, о природе оптических явлений (радуга, мираж в пустыне, видимость Луны в ночное время)
вперёд http://www.proza.ru/2016/04/21/101