Фізика. 7 клас. Починаємо вивчати фізику. Будова речовини. Світлові явища.

Матеріал з Фізмат Вікіпедії
Перейти до: навігація, пошук

Починаємо вивчати фізику

Фiзика як природнича наука. Фiзичнi тiла i фiзичнi явища.

Однієї з найдавніших наук, що дозволяє пізнати сили природи й поставити їх на службу людині, що дає можливість зрозуміти сучасну техніку й розвивати її далі, є фізика. Знання фізики необхідні не тільки вченим і винахідникам. Без них не може обійтися ні агроном, ні робітник, ні лікар. Кожному з вас вони теж будуть потрібні не раз, а багатьом, може бути, доведется зробити нові відкриття й винаходи. Те, що зроблено працею багатьох учених і винахідників - чудово. Імена багатьох з них ви вже чули: Аристотель, М. Ломоносов, Н. Коперник і багато хто інші. Але попереду ще багато невирішених завдань: треба поставити на службу людині тепло й світло Сонця, навчитися безпомилково пророкувати погоду, пророкувати стихійні лиха, треба проникнути на величезні океанські й земні глибини, треба розвідати й освоїти інші планети й зоряні мири й багато чого іншого, чого немає навіть у казках. Але для цього треба насамперед засвоїти те, що добуто, зокрема, опанувати знаннями по фізиці. Фізика - найцікавіша наука. Її треба вивчати з більшою увагою, доходити до самої суті. Однак не розраховуйте на легкий успіх. Наука - не розвага, не все буде весело й цікаво. Вона вимагає наполегливої праці.

Одержавши якісь знання, людина сформулював закон, використав у своїй життєдіяльності вивчене явище, створив прилади й машини, інші допоміжні знаряддя, за допомогою яких він може успішне й досконаліше вивчати й глибше описувати інші явища. Процес вивчення фізики можна зрівняти з рухом по сходам завжди нагору.

Тіло - це певна сутність, яку можна розглядати як єдине ціле й характеризувати певними фізичними величинами. Наприклад, у механіці тіло харатеризується масою, положенням у просторі, розмірами й орієнтацією, на нього діють сили, воно може мати швидкість чи прискорення. В термодинаміці тіло харатеризується об'ємом, температурою тощо. В електростатиці тіла характеризуються зарядами і потенціалами. Слово тіло часто вживається разом із додатковими визначниками, наприклад: механічне тіло, абсолютно тверде тіло, абсолютно чорне тіло тощо.

Фізичні тіла складаються з різних речовин (деревина, гума, пісок, залізо тощо). Речовина досить повно визначається за трьома ознаками:

а) займає частину простору;

б) має масу;

в) побудована з часточок за рахунок сил притягання і відштовхування.

Фізичне явище - явище, що не супроводжується утворенням нових речовин, воно проявляється в зміні форми тіла або агрегатного стану речовини.

Механiчнi, тепловi, електричнi, магнiтнi та оптичнi явища. Методи дослiдження фiзичних явищ.

Фізика - наука про "природу речей", про суть речей, про те, що лежить у самій основі всіх речей. Фізика вивчає найпростіші з навколишніх нас явищ. "Прості" вони в тому розумінні, що їх не можна вже представити як сукупність ще більш простих явищ. З тілами й речовинами відбуваються різні зміни, які називаються явищами. Явища, що протікають у живій і неживій природі, розділяють на фізичні й хімічні.

Фізичні явища поділяють на :Механічні Електричні Магнітні Оптичні Теплові Атомні Звукові Методи вивчення фізики.

№1. Експериментальний метод. Щоб проникнути в суть речей необхідні експерименти, (досвіди). Досвіди проводяться вченим по заздалегідь продуманому плані з певною метою. Під час досвідів проводяться виміри за допомогою спеціальних приладів фізичних величин. Прикладами фізичних величин є: відстань, об'єм, швидкість, температура. Отже, цей метод передбачає вивчення фізики за допомогою досвідів й експериментів.

№2. Спостереження Дуже часте вивчення фізичного явища починається зі спостереження. Протягом багатьох тисячоріч люди методом спостереження вивчали такі фізичні явища як сонячне затьмарення, веселка, північне сяйво. Але спостереження недостатньо, що пізнати природу речей. Дуже часто спостереження відкривають тільки "явну", очевидну сторону явищ, що відбуваються. Згадайте, багато спостережень переконують людини в тім, що Земля - плоска.

№3. Теоретичний метод. Древні мислителі Китаю, Єгипту, Греції вважали, що до правильних висновків і доказів можна було прийти завдяки логічному мисленню. Теоретичний метод вивчення фізики складається в постановці проблеми й побудові математичної моделі її рішення.

Спостереження та експеримент. Вимiрювання та вимiрювальнi прилади.

Спостереження - пасивний метод наукового дослідження, при якому дослідник, тобто спостерігач не впливає на розвиток подій. Його примітивною формою - життєвим спостереженням - користується кожна людина у своїй повсякденній практиці. На відміну від спостереження, активний метод дослідження експеримент вимагає постановки, при якій дослідник підбирає систему, яку збирається дослідити й організовує умови, при яких проходитиме дослід. Експеримент цей має безпосередній вплив на об'єкт або навколишні його умови, вироблене з метою пізнання цього об'єкта. В експерименті звичайно виділяють наступні елементи:

1) мета експерименту;

2) об'єкт експериментування;

3) умови, у яких перебуває або в які міститься об'єкт;

4) засобу експерименту.;

5) матеріальний вплив на об'єкт експерименту

Експерименти проведені з метою виявлення закономірності або виявлення фактів, називаються «пошуковими». Результатом пошукового експерименту є нова інформація про досліджувану область. Однак найчастіше експеримент проводиться з метою перевірки деякої гіпотези або теорії. Такий експеримент називається «перевірочним». Ясно, що неможливо провести різкої границі між цими двома видами експерименту. Той самий эксперимент може бути поставлений для перевірки гіпотези й у той же час дати несподівану інформацію про досліджувані об'єкти. При спостереженнях та експерименті спостерігач може отримувати дані або безпосередньо, за допомогою свої органів чуття, або ж за допомогою вимірювальних приладів. Вимірювальний прилад - засоб вимірів, призначене для одержання значень вимірюваної

Фiзичнi величини та їх одиницi.

По мірі розвитку техніки, її широкого застосування в різних країнах, людство прийшло до необхідності введення й використання легко відтворених одиниць виміру, які були б по можливості довговічними. Така система виміру довго розроблялася й була реалізована на тих незмінних взаємозв'язках, які вже існують у природі й до яких прагнули звести одиниці виміру. При цьому зіграли свою роль пізнання в атомній області, де були виявлені такі незмінні міри. Більше зручний такий вибір одиниць виміру, при якому довільно і незалежно друг від друга встановлюються одиниці виміру для порівняно невеликого числа величин, а всі інші одиниці виміри встановлюються на основі відомих закономірностей, існуючих між цими величинами.

Одиниці фізичних величин, які встановлюються довільно й незалежно від інших, називаються основними. Одиниці фізичних величин, залежні від основних й установлювані на основі відомих фізичних закономірностей, називаються похідними.

Сукупність основних і похідних одиниць фізичних величин становить систему одиниць виміру. Міжнародна система одиниць (СІ - Система Інтернаціональна) була затверджена в 1960 р. на XI Генеральної конференції по мірах й вагам. Вона ґрунтується на базисні (основних) і додаткових одиницях. Ці базисні (основні) одиниці разом з додатковими одиницями і когерентними похідними одиницями називаються одиницями СІ. При цьому одиниці, які випливають із останніх, відповідно до правил СІ, як десяткову кратну або дробові (див. таблицю), називаються кратними або дробовими одиницями СІ.

1. Одиниці СІ універсальні й застосовні у всіх областях фізики й техніки, тому що не мають ніякого відношення довластивостей конкретного матеріалу.

2. Ці одиниці можуть бути реалізовані з достатнім ступенем точності у відповідності зі своїми визначеннями або еквівалентними їм співвідношеннями.

3. Система СІ абсолютна: сила або енергія будь-якої природи може бути виражена в діючим у цій системі механічних одиницях (відповідно сили або енергії).

4. У випадку електродинаміки тут діє когерентна система чотирьох одиниць із електричною базисною одиницею (система МКСА - метр, кілограм, секунда, ампер).

5. Система СІ прийнята в міжнародних масштабах і вводиться в всіх країнах у законодавчому порядку. У СРСР СИ була прийнята до уживанню з 1963 р.

Зв’язок фiзики з повсякденним життям, технiкою i виробничими технологiями.

Історія фізики тісно пов'язана з історією суспільства. Це цілком природно, оскільки фізика як будь-яка наука є важливою складовою культури, а науковий розвиток, безумовно, визначається розвитком цивілізації в цілому. Причому фізика у великому ступені й залежить від рівня розвитку, і обумовлює розвиток продуктивних чинностей суспільства. У зв'язку із цим розвиток фізики визначається розвитком як матеріальної культури, так і загальної, духовної культури. Відзначимо, що духовна культура повинна розумітися в самому широкому змісті, тобто містити в собі утворення, ідеологію, державний устрій. Зв'язок фізики з розвитком суспільства простежується протягом всієї історії розвитку цивілізації. Цей зв'язок не завжди носить однозначний характер, що обумовлено, насамперед, природним відставанням реалізації тих або інших можливостей від потреб суспільства. З іншого боку, на певних стадіях фізика як потужна галузь дерева цивілізації починає розвиватися вже по своїх власних законах, слабко пов'язаним з розвитком суспільства в цілому. У таблиці представлений хронологічний зв'язок основних етапів розвитку фізики й суспільства. У цей час відбувається найбільша науково-технічна революція, що почалася більше чверті століття назад. Вона зробила глибокі якісні зміни в багатьох галузях науки й техніки. Одна з найдавніших наук - астрономія переживає революцію, пов'язану з виходом людини в космічний простір. Народження кібернетики й електронних обчислювальних машин революційно змінило вигляд математики, проклало шлях до нової області людської діяльності, що одержала назву інформатики. Виникнення молекулярної біології й генетики викликало революцію в біології, а створення так називаної великої хімії стало можливим завдяки революції в хімічній науці. Аналогічні процеси відбуваються також у геології, метеорології, океанології й багатьох інших сучасних науках. В усім світі спостерігаються глибокі якісні зміни в основних галузях техніки. Революція в енергетику пов'язана з переходом від теплових електростанцій, що працюють на органічному паливі, до атомних електростанцій. Створення індустрії штучних матеріалів з незвичайними, але дуже важливими для практики властивостями зробило революцію в матеріалознавстві. Комплексна механізація й автоматизація ведуть нас до революції в промисловості й сільському господарстві. Транспорт, будівництво, зв'язок стають принципово новими, значно більше продуктивними й зробленими галузями сучасної техніки.

Будова речовини.

1. Фізичне тіло і речовина. Маса тіла. Одиниці маси. Вимірювання маси тіл. Силу, з якою тіло притягається до Землі під дією поля тяжіння Землі, називають силою ваги. За законом всесвітнього тяжіння на поверхні Землі (або поблизу цієї поверхні) на тіло масою m діє сила ваги

Fт=GMm/R2

де М - маса Землі; R - радіус Землі. Якщо на тіло діє тільки сила ваги, а всі інші сили взаємно врівноважені, тіло робить вільне падіння. Прискорення вільного падіння не залежить від маси m падаючого тіла, тобто для всіх тіл у даному місці Землі воно однаково. Оскільки Земля не куля, а еліпсоїд обертання, її полярний радіус менший екваторіального. З формули видно, що із цієї причини сила ваги на полюсі більше, ніж на екваторі.

Сила ваги діє на всі тіла, що перебувають у полі тяжіння Землі, однак не всі тіла падають на Землю. Це пояснюється тим, що руху багатьох тіл перешкоджають інші тіла, наприклад опори, нитки підвісу й т.п. Виміри, проведені на різних широтах, показали, що числові значення прискорення вільного падіння мало відрізняються друг від друга. Тому при не дуже точних розрахунках можна зневажити відмінністю форми Землі від сферичної, і вважати, що прискорення вільного падіння в будь-якому місці Землі однаково й дорівнює 9,8 м/с2. У повсякденному житті під словом "вага" ми найчастіше маємо на увазі масу тіла, не роблячи розходження між цими термінами. Однак це невірно. Силу, у якій внаслідок притягання до Землі тіло діє на свою опору або підвіс, називають вагою тіла. На відміну від сили ваги, що є гравітаційною силою, прикладеної до тіла, вага - це пружна сила, прикладена до опори або підвісу (тобто до зв'язку).

Сила виміряється в ньютонах (Н), частіше всього динамометром.

Сила в 1 Н повідомляє масі в 1 кг швидкість 1 м/с за 1 с. Невелике яблуко масою 100 м, що висить на дереві, відчуває силу притягання до Землі, рівну приблизно 1 Н. Досить часто вага тіла дорівнює діючої на нього силі ваги. У вигляді формули це записується так:

Р=Fт=mg.

Однак ця формула вірна не завжди.

Приклад перший: тіло занурене в рідину або газ. У цьому випадку виникає сила, що виштовхує. Саме вона не дає потонути рятувальному колу й іншим аналогічним предметам. Звичайно вона приводить до зменшення ваги. На показано, що при зануренні картоплі у воду розтягання пружини динамометра зменшується. Виходить, зменшується сила, з якої картопля тягне за кінець пружини. Відповідно до визначення, ця сила - вага картоплі.

Приклад другиї. Візьмемо динамометр і підвісимо до нього гирю масою 102 г. У стані спокою її вага дорівнює 1 Н. І дійсно, якщо гиря буде нерухомо висіти на гачку динамометра, то він покаже саме 1 Н. Але якщо ж динамометр качати нагору - униз або вліво - вправо, то він покаже, що вага гирі стала іншим.

Будова речовини. Атоми і молекули. Будова атома.

Ще в далекій давнині, 2500 років тому, деякі вчені висловлювали припущення про будову речовини. Грецький учений Демокрит (460-370 до н.е.) вважав, що всі речовини складаються із дрібних часточок. У наукову теорію ця ідея перетворилася тільки в XVIII в. й одержала подальший розвиток в XIX .

Атоми входять до складу всіх навколишніх тіл і середовищ.

Атоми - дуже маленькі частки, їхній розмір лежить у межах від одного до п'яти ангстрем . Один ангстрем - це 10-10 метра. Розмір кристалика цукру приблизно 1 мм. Щоб краще уявити собі, наскільки маленькими часточками є атоми, розглянемо такий приклад: якщо яблуко збільшити до розмірів земної кулі, то атом, збільшений у стільки ж раз, стане розміром зернятка яблука. Незважаючи на настільки малі розміри, атоми являють собою досить складні частки.

Атом має в центрі ядро, розміри якого в багато разів менше розмірів самого атома . Навколо ядра по орбітах рухаються електрони. Майже вся маса атома сконцентрована в його ядрі. Сумарний негативний заряд всіх електронів дорівнює сумарному позитивному заряду ядра атома й компенсує його.

Однією з найважливіших особливостей атомів є їхня схильність з'єднуватися один з одним. Найчастіше при цьому утворяться молекули. Молекули - відособлені групи зв'язаних один з одним атомів.

Молекула може містити від двох до декількох сотень тисяч атомів. При цьому маленькі молекули (двохатомні, трехатомні...) можуть складатися й з однакових атомів, а більші, як правило, складаються з різних атомів. Тому що молекула складається з декількох атомів, і ці атоми зв'язані, молекула являє собою систему. У твердих і рідких тілах молекули зв'язані одна з одною, а в газах - не зв'язані.

Зв'язки між атомами називаються хімічними зв'язками, а зв'язки між молекулами - міжмолекулярними зв'язками. Зв'язані між собою молекули утворять речовини. Речовини - те, із чого складаються фізичні тіла.

Речовини, що складаються з молекул, називаються молекулярними речовинами. Так, вода складається з молекул води, цукор - з молекул сахарози.

Крім цього, багато речовин складаються безпосередньо з атомів або інших часток і не містять у своїй сполуці молекул. Наприклад, не містять молекул алюміній, залізо, алмаз, скло, і вже розглянута поварена сіль. Такі речовини називаються немолекулярними. Переважна більшість (95 - 97%) кристалів неорганічних сполук не має дискретних молекул у вузлах кристалічної решітки, наприклад, у твердій повареній солі відсутні окремі молекули хлориду натрію.

У немолекулярних речовинах атоми й інші хімічні частки, як й у молекулах, зв'язані між собою хімічними зв'язками. Розподіл речовин на молекулярна й немолекулярні - це класифікація речовин по типу будови. Багато досвідів підтверджують розглянуте подання про будову речовини. Спробуємо стиснути тенісний мьячик. При цьому об'єм повітря, що заповнює м'яч, зменшиться.

Об'єм тіла змінюється також при його нагріванні й охолодженні. Візьмемо мідну або латунну кульку, що у не нагрітому стані проходить крізь кільце. Якщо кулька нагріти, то, розширившись, вона уже крізь кільце не пройде. Через якийсь час кулька, охолонувши, зменшиться в об'ємі, а кільце, нагрівшись від кульки, розшириться, і кулька знову пройде крізь кільце.

Отже, при нагріванні об'єм тіла збільшується, а при охолодженні зменшується. Отже, всі речовини складаються з окремих часточок, між якими є проміжки. Якщо частки віддаляються друг від друга, то об'єм тіла збільшується. І навпаки, коли частки зближаються, об'єм тіла зменшується. Тоді виникає питання: якщо всі тіла складаються із дрібних часток, чому вони здаються нам суцільними (наприклад, залізо, вода, скло, дерево)? Сучасна наука довела, що частки речовини такі малі, що ми їх не бачимо.

Рух і взаємодія атомів і молекул. Залежність швидкості руху атомів і молекул від температури тіла. Дифузія.

Всі речовини складаються з надзвичайно дрібних часток - молекул й атомів. Атоми й молекули перебувають у безперервному хаотичному русі. Частки взаємодіють одна з одною силами, що мають електричну природу. Гравітаційна взаємодія між частками дуже мала. Рух молекул у різних тілах відбувається по-різному. Молекули газів безладно рухаються з більшими швидкостями (сотні м/с) по всьому обсязі газу. Зіштовхуючись, вони відскакують одна від одної, змінюючи величину й напрямок швидкостей.

Молекули рідини коливаються біля рівноважних положень і порівняно рідко перескакують із одного рівноважного положення в інше. Рух молекул у рідинах є менш вільним, чим у газах, але більше вільним, чим у твердих тілах. У твердих тілах частки коливаються біля положення рівноваги. З ростом температури швидкість часток збільшується, тому хаотичний рух часток прийнятий називати тепловим. Найбільш яскравим експериментальним підтвердженням подань теорії про безладний рух атомів і молекул є броунівський рух. Це тепловий рух дрібних мікроскопічних часток, зважених у рідині або газі. Він був відкритий англійським ботаніком Р. Броуном в 1827 р. Броунівскі частки рухаються під впливом безладних ударів молекул. Через хаотичний тепловий рух молекул ці удари ніколи не врівноважують один одного. У результаті, її траєкторія являє собою складну зиґзаґоподібну криву.

Дифузія – це взаємне проникнення дотичних речовин одна у одну внаслідок теплового руху часток речовини дифузія відбувається в напрямку падіння концентрації речовини й веде до рівномірного розподілу речовини по всьому займаному їм обсягу (до вирівнювання хімічного потенціалу речовини). Дифузія має місце в газах, рідинах і твердих тілах, причому дифундувати можуть як перебувають у них частки сторонніх речовин, так і власні частки (самодифузія). Дифузія великих часток, зважених у газі або рідині (наприклад, часток диму або суспензії), здійснюється завдяки їх броунівському руху. Надалі, якщо спеціально не обговорено, мається на увазі молекулярна дифузія.

Найбільше швидко дифузія відбувається в газах, повільніше в рідинах, ще повільніше у твердих тілах, що обумовлено характером теплового руху часток у цих середовищах. До дифузії відносять і розчинення речовин. Розчинами називаються однорідні суміші, що містять не менш двох речовин. Можуть існувати розчини твердих, рідких і газоподібних речовин у рідких розчинниках, а також однорідні суміші (розчини) твердих, рідких і газоподібних речовин. Як правило, речовина, узята в надлишку, прийнято вважати розчинником, а компонент, узятий у недоліку - розчиненою речовиною. Залежно від агрегатного стану розчинника розрізняють газоподібні, рідкі й тверді розчини. Газоподібними розчинами є повітря й інші суміші газів. До рідких розчинів відносять гомогенні суміші газів, рідин і твердих тіл з рідинами. Твердими розчинами є багато сплавів, наприклад, металів один з одним, скла. Найбільше значення мають рідкі суміші, у яких розчинником є рідина. Найпоширенішим розчинником з неорганічних речовин, звичайно ж, є вода. З органічних речовин як розчинники використовують метанол, этанол, диэтиловый ефір, ацетон, бензол й ін. У процесі розчинення частки речовини, що розчиняється, під дією хаотично руху часток розчинника переходять у розчин, утворюючі в результаті безладного руху часток якісно нову однорідну систему. Здатність до утворення розчинів виражена в різних речовин у різному ступені. Одні речовини здатні змішуватися одна з одною у будь-яких кількостях (вода й спирт), інші - в обмежені (хлорид натрію й вода). Розчинення протікає в такий спосіб: при внесенні в розчинник якої-небудь твердої речовини, наприклад, марганцівки, молекули, що перебувають на поверхні, у результаті коливального руху, що збільшується при зіткненні із частками розчинника, можуть відриватися й переходити в розчинник. Цей процес поширюється на наступні шари часток, які оголюються в кристалі після видалення поверхневого шару. Так поступово частки, що утворять кристал переходять у розчин. Частки, що перейшли в розчин, внаслідок дифузії розподіляються по всьому обсязі розчинника. На швидкість процесу дифузії впливає температура, тому що при збільшенні температури збільшується швидкість руху молекул. Подібне явища спостерігається при розчиненні цукру в чаї - у холодному чаї цей процес займає набагато більше часу.

СВІТЛОВІ ЯВИЩА

Оптичні явища в природі. Джерела й приймачі світла. Світловий промінь. Сонячне і місячне затемнення. Прямолінійне поширення.

Джерелом світла називають будь-який об'єкт, що випромінює енергію у світловому спектрі. По своїй природі розділяються на природні й штучні разом з їхніми пристроями. Природні джерела світла - це природні матеріальні об'єкти і явища, основною або вторинною властивістю яких є здатність випромінювати видиме світло.

До природних джерел світла насамперед відносять: Сонце, Місяць, планети, комети, полярні сяйва, атмосферні електричні розряди, біолюмінесценцію живих організмів, світло зірок й інших космічних об'єктів, світіння органічних продуктів, що окисляються, і мінералів, та ін. Природні джерела світла відіграють першорядну роль в існуванні життя на Землі й інших планетах, і впливають на навколишнє середовище. Штучні джерела світла - технічні пристрої різної конструкції й різних способів перетворення енергії, основним призначенням яких є одержання світлового випромінювання (як видимого, так і з різною довжиною хвилі, наприклад, інфрачервоного). На відміну від природних джерел світла, штучні джерела світла є продуктом виробництва людини або інших розумних істот. Для одержання світла можуть бути використані різні форми енергії, і в цьому зв'язку можна вказати на основні види (по утилізації енергії) джерел світла.

У фізиці використаються ідеалізовані моделі – точкове та спрямоване джерело світла. Джерело спрямованого світла перебуває в безкінечно віддаленій точці. У цьому випадку припустимо вважати, що всі промені світла від нього поширюються паралельно й для всіх крапок можна використати той самий вектор напрямку висвітлення. Гарним прикладом такого джерела світла є Сонце.

На відміну від джерел спрямованого світла, точкові джерела перебувають у певній точці простору з кінцевими координатами, і світло від них поширюється рівномірно в усіх напрямках. При розрахунку освітленості в точці буде враховуватися напрямок на таке джерело. Приймачі світла, пристрої, зміна стану яких (реакція) під дією потоку оптичного випромінювання служить для виявлення цього випромінювання, його виміру, а також для фіксації й аналізу оптичних зображень випромінюючих об'єктів. У приймачах світла енергія випромінювання оптичного діапазону перетвориться в ін. види енергії.

Приймачі світла підрозділяють на теплові, фотоелектричні, механічні й хімічні. Теплові й механічні це різні датчики, використовувані для реєстрації світлового випромінювання. Фотоелектричні - у побуті це цифрові фотоапарати, відеокамери, різні сканери.

Якщо між оком й яким-небудь джерелом світла помістити непрозорий предмет, то джерело світла ми не побачимо. Пояснюється це тим, що в однорідному середовищі світло поширюється по прямих лініях.

Прямолінійне поширення світла - факт, установлений ще в далекій давнині. Про це писав засновник геометрії Евклід (300 років до нашої ери). Прямолінійністю поширення світла в однорідному середовищі підтверджується утворенням тіні. Тіні людей, дерев, будинків й інших предметів добре спостерігаються на землі в сонячний день.

Предмети, освітлювані крапковими джерелами світла, наприклад сонцем, відкидають чітко обкреслені тіні. Кишеньковий ліхтарик дає вузький пучок світла. Фактично про положення навколишніх предметів у просторі ми судимо, маючи на увазі, що світло від об'єкта попадає в наше око по прямолінійних траєкторіях. Наша орієнтація в зовнішньому світі цілком заснована на припущенні про прямолінійне поширення світла.

Світловий промінь - це пряма, уздовж якого поширюється світло. Умовно променем називають вузький пучок світла. Якщо ми бачимо предмет, то це означає, що нам в око попадає світло від кожної крапки предмета. Хоча світлові промені виходять із кожної крапки в усіх напрямках, лише вузький пучок цих променів попадає в око спостерігача. Якщо спостерігач зрушить голову ледве убік, то в його око від кожної крапки предмета буде попадати вже інший пучок променів.

Закон прямолінійного поширення світла: в однорідному прозорому середовищі світло поширюється прямолінійно.

Дисперсія світла. Спектральний склад світла.

Світло - це видиме випромінювання, тобто електромагнітні хвилі в інтервалі частот, сприймаємих людським оком (7,5- 10м...4,3-10м).

Кольори - одне із властивостей матеріального світу, яке сприймається як усвідомлене зорове відчуття. Той або інший колір «привласнюється» об'єкту людиною у процесі їхнього зорового сприйняття. У переважній більшості випадків колірне відчуття виникає в результаті впливу на око потоків електромагнітного випромінювання з діапазону довжин хвиль, у якому по випромінюванню сприймається оком (видимий діапазон - довжини хвиль від 380 до 760 нм). Оптична область спектра електромагнітних випромінювань складається із трьох ділянок: невидимих ультрафіолетових випромінювань (довжина хвиль 10-400 нм), видимих світлових випромінювань (довжина хвиль 400-750 нм), сприйманих оком як світло й невидимі інфрачервоні випромінювання (довжина хвиль 740 нм - 1-2 мм). Світлові випромінювання, що впливають на око й викликають відчуття кольору, розділяють на прості (монохроматичні) і складні. Випромінювання з певною довжиною хвилі називають монохроматичним.

Дисперсія – залежність показника переломлення речовини від довжини хвилі світла. Завдяки дисперсії біле світло розкладається в спектр при проходженні через скляну призму. Тому такий спектр називають дисперсійним.

Спектр — послідовність монохроматичних випромінювань, кожному з яких відповідає певна довжина хвилі електромагнітного коливання. Спектральна сполука випромінювання різних речовин досить різноманітна. Проте, всі спектри можна розділити на три типи:

Безперервні спектри.

Лінійчаті спектри.

Смугасті спектри.

Відбивання світла. Закони відбивання. Плоске дзеркало.

Відбивання світла - виникнення вторинних світлових хвиль, що поширюються від межі розподілу двох середовищ "назад" у перше середовище, з якого спочатку падало світло. Промінь рухається прямолінійно доти, поки середовище є однорідним. При переході променя з одного середовища в інше, на межі розподілу промінь змінює свій напрямок. Частина світла, а іноді й все світло (явище повного внутрішнього відбиття) повертається у вихідне середовище. При цьому принаймні перше середовище повинно бути прозорим для падаючого і відбиваючого випромінювання. Тіла, які не світяться стають видимими внаслідок відбиття світла від їхніх поверхонь.

Закону відбиття підкоряється не тільки світло. Будь-які електромагнітні хвилі - радіо, СВЧ, рентгенівські промені й т.п. - поводяться так само. От чому, наприклад, і величезні приймаючі антени радіотелескопів, і тарілки супутникового телебачення мають форму вгнутого дзеркала - у них використовується все той же принцип фокусування паралельних променів. Границя розподілу середовищ - границя поділу двох середовищ (наприклад предмет-предмет або повітря-предмет);

Падаючий промінь – промінь, який виходить від джерела й попадає на границю розподілу середовищ;

Відбитий промінь - промінь відбитий від перешкоди;

Кут падіння - кут утворений падаючим променем і перпендикуляром відновленим у точці падіння;

Кут відбиття - кут утворений відбитим променем і перпендикуляром відновленим у точці падіння.

При влученні світлових променів на нерівну, шорсткувату поверхню, що відбиває (розміри нерівностей перевищують довжину світлової хвилі) спостерігається дифузійне відбиття. У цьому випадку відбиті промені спрямовані хаотично відносно один одного. Саме завдяки явищу дифузійного відбиття ми можемо розрізняти предмети, які самі не здатні випромінювати світло. Предмет буде абсолютно невидимим, якщо розсіювання світлових променів дорівнює нулю. На даний момент, навіть ідеально відполіровані дзеркала розсіюють незначну частину світлових променів.