Радуга с точки зрения физики
Простое и наглядное объяснение природного оптического феномена
Радуга похожа на настоящую магию. Она такая красивая и волшебная в небе после дождя, когда выглядывает солнце, что заставляет нас чувствовать себя счастливыми, не так ли?
Но, как происходит это магическое волшебство? Как в небе появляются эти разноцветные дуги? Давайте разберемся.
Начнем с основ физики. Белый солнечный свет состоит из множества различных световых волн разной длины. В зависимости от длины волны он воспринимается нашим глазом как определенный цвет — от красного (самые длинные волны) до фиолетового (самые короткие). При смешении все эти цвета и дают видимый белый свет.
Принято выделять семь основных цветов, которые мы называем цветами радуги: красный, оранжевый, желтый зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета легко запоминаются по первым буквам известной всем из детства фразы:
Кроме того, в белом солнечном свете присутствуют волны, которые наш глаз не видит — ультрафиолетовые (короче фиолетовых) и инфракрасные (длиннее красных). Первые известны тем, что вызывают загар на нашем теле, а вторые — это тепловое излечение или попросту тепло, которое мы чувствуем, когда солнечные лучи падают на наше лицо и тело.
Проходя через границу неоднородных сред (например воздуха и воды или воздуха и стекла) белый свет преломляется и разлагается на отдельные цвета, которые мы называем спектром. Чтобы увидеть цвета спектра, можно использовать трехгранную призму, которая преломляя солнечный свет, выделяет из него все цветовые составляющие.
Эффект разложения белого света на цветные составляющие (спектр) называется дисперсией. Именно из-за преломления света бриллианты играют цветными огнями.
Но, вернемся к нашей радуге. Цвета спектра и есть цвета радуги. Как же происходит дисперсия солнечного света, порождающая радугу?
Когда солнечный свет сталкивается с каплей дождя, часть света от неё отражается, а остальная часть попадает во внутрь капли. Луч света преломляется на ближайшей к нему поверхности капли дождя, потом этот свет попадает на дальнюю поверхность капли и отражается от неё. Когда этот внутренне отраженный свет вновь достигает поверхности капли, он снова преломляется при выходе. Вот как это выглядит на схеме:
Как видим, часть падающего на каплю солнечного света отражается обратно под некоторым углом. Этот угол не зависит от размера капли, но зависит от показателя преломления воды капли. Для дождевой воды показатель преломления равен 1,333, поэтому угол отражения получается около 42°. А морская вода имеет более высокий показатель преломления, чем дождевая, поэтому угловой радиус радужной дуги в морских брызгах меньше, чем у дождевой.
Фактически, угол отражения света в капле — это угол между солнцем, каплей дождя и глазом наблюдателя. Однако, поскольку дождевых капель много, лучи преломленного и отраженного света от разных капель образуют конус с вершиной в зрачке глаза наблюдателя и осью, проходящей через наблюдателя и солнце. Окружность в основании этого конуса и будет радугой. Но, поскольку наблюдатель находится на поверхности земли, он видит только часть окружности — дугу. Из этого также следует, что для образования радуги само солнце должно находиться не выше 42° над горизонтом. Вот почему радугу невозможно увидеть в летний полдень, когда солнце высоко в зените. Вообще, чем ниже над горизонтом находится солнце, тем большей будет дуга радуги.
Если же наблюдателя поднять над землей, например на воздушном шаре или самолете, то при определённых обстоятельствах он сможет увидеть радугу в форме полной окружности.
Сама радуга не находится в одном конкретном месте. Существует множество радуг, однако, только одну из них может видеть наблюдатель в зависимости от местоположения его и солнца.
Все капли дождя преломляются и отражают солнечный свет одинаковым образом, но только свет от некоторых капель дождя достигает глаза наблюдателя. Этот свет и есть радуга для этого наблюдателя.
Поэтому легенда о том, что в месте, где радужная дуга касается поверхности земли скрыт золотой клад гномов, лишена смысла.
Вернемся к схеме преломления солнечного света. На картинке с призмой видно, что фиолетовый и синий свет (короткие волны) преломляются под б ольшим углом, чем красный свет, но за счет отражения световых лучей от задней поверхности капли воды, фиолетовые и синие лучи выходят из капли под меньшим углом к входящему лучу солнечного света, чем лучи красного света. Из-за этого синий цвет виден на внутренней стороне дуги радуги, а красный — снаружи.
Но, бывают двойные радуги у которых порядок цветов второй, наружной дуги обратный. Эта вторая дуга образована лучами двойного преломления солнечного света в каплях воды. Поэтому наружная радуга всегда бледнее основной внутренней.
Схема поясняет, как образуется двойная радуга.
Угловой радиус вторичной радуги — 50–53°. Небо между двумя радугами обычно заметно более тёмное, эту область называют полосой Александра.
Можно ли увидеть радугу находясь у одного ее конца
Если вы когда-то смотрели безумно увлекательные лекции по физике, то имя Уолтер Левин вам скажет о многом. Если нет — немного вам завидуем: вас ожидает путешествие в страну науки. Газета New York Times назвала профессора Уолтера Левина веб-звездой. Ежедневно профессор влюбляет в физику тысячи людей, а в числе его поклонников сам Билл Гейтс. Сегодня в рубрике «Интеллектуальный час» — долгожданная книга Уолтера Левина «Мир глазами физика».
Профессор считает то, что большинство современных учителей физики игнорируют такое потрясающее явление, как радуга, на своих уроках, преступлением перед учениками. «Как много маленьких чудес повседневной жизни (красивых и впечатляющих) проходят мимо нас незамеченными просто потому, что никто не научил нас их видеть. Я люблю читать лекции о радугах и неизменно перед ними говорю студентам: „К концу этой лекции ваша жизнь уже никогда не будет прежней“. Это относится и к вам», — пишет Уолтер. Готовы? Тогда в путь.
Красивейшее из чудес
Мои бывшие студенты и люди, смотревшие мои лекции в интернете, вот уже много десятилетий присылают мне по обычной и электронной почте прекрасные изображения радуг и других атмосферных явлений.
Я иногда чувствую себя так, будто создал сеть разведчиков радуг, действующую ныне по всему миру.
Надо сказать, некоторые из полученных мной снимков совершенно потрясающие — особенно с Ниагарского водопада, где столько брызг, что радуги получаются невероятно впечатляющими.
Я уверен, что вы за свою жизнь видели по крайней мере десятки, если не сотни, радуг. Большинство из нас смотрели на радуги, но очень немногие их видели. В древней мифологии их называли божьими дугами, мостами, соединявшими дома смертных и богов.
Что скрывается за радугой
Отчасти очарование радуг объясняется тем, как широко, величественно и эфемерно они раскидываются через все небо. Но, как это часто бывает в физике, в основе столь масштабного величия лежат непостижимо огромные количества чего-то исключительно малого: крошечных сферических капелек воды, иногда менее одного миллиметра в диаметре, плавающих в небе.
Хотя ученые пытались объяснить происхождение радуг как минимум на протяжении тысячи лет, первое по-настоящему убедительное объяснение предложил Исаак Ньютон в опубликованном в 1704 году труде «Оптика». Ньютон понял сразу несколько моментов, каждый из которых играет важную роль в создании радуг.
Во-первых, он продемонстрировал, что обычный белый свет состоит из всех цветов (я собирался сказать «всех цветов радуги», но не хочу забегать вперед). Преломляя (изгибая) свет через стеклянную призму, ученый разделил его на составные цвета.
Он также определил, что преломлять свет могут разные материалы, в том числе вода. Ньютон пришел к совершенно правильному заключению, что радуга в небе — это результат успешного сотрудничества между солнцем, несметным числом дождевых капель и нашими глазами, которые должны смотреть на эти капли строго под прямым углом.
Чтобы понять, как получается радуга, следует разобраться, что происходит, когда свет проникает в дождевую каплю. Но помните, что все, что я буду говорить об одной капле, на самом деле относится к бесчисленному числу капель, из которых состоит любая радуга.
Как преломляется свет
Когда луч света проникает в каплю дождя и преломляется,он раскладывается на составляющие его цвета. Красный свет преломляется, или изгибается, меньше всех, а фиолетовый — сильнее всех.
Все эти разноцветные лучи продолжают свой путь к тыльной части дождевой капли. Одни проникают в нее и выходят, а другие отскакивают назад, или отражаются, под некоторым углом на переднюю часть капли. По сути, часть света отражается более одного раза, но для нас этот факт пока неважен; он станет важным чуть позже. На данный же момент нас интересует свет, который отражается только единожды. Когда он выходит из передней части капли, некоторая его часть снова преломляется, далее отделяя друг от друга цветные лучи разного цвета.
После того как лучи солнечного света преломляются, отражаются и преломляются снова на выходе из капли, они уже направлены практически в обратную сторону.
Главная причина, почему мы видим радугу, — красный свет выходит из капли под углом от первоначального направления солнечного света при его проникновении в каплю, который всегда меньше 42 градусов.
То же самое относится ко всем дождевым каплям, потому что солнце, по сути, находится бесконечно далеко от них. Угол, под которым красный свет выходит из капли, может быть каким угодно от 0 до 42 градусов, но никогда не превышает 42 градусов, и этот максимальный угол для каждого цвета разный. Для фиолетового света он около 40 градусов. Именно из-за разных максимальных углов для каждого цвета радуга состоит из разноцветных полос.
Что нужно охотнику за радугами
Как увидеть радугу? Вот научный совет. Прежде всего доверяйте своей интуиции, подсказывающей вам, когда можно увидеть радугу: когда выглядывает солнце перед или сразу после дождя. Почувствовав, что все идет к этому, сделайте следующее. Во-первых, повернитесь затылком к солнцу, затем найдите тень своей головы и посмотрите под углом 42 градуса в любом направлении от воображаемой линии — мысленно нарисуйте линию, идущую от Солнца через вашу голову к дальнему концу вашей тени на земле (она будет располагаться параллельно направлению солнечных лучей, тянущихся к дождевым каплям).
Если солнечного света достаточно, равно как и количества дождевых капель, это сотрудничество света и капель будет эффективным и вы увидите в небе красочную дугу.
Предположим, что солнца вам совсем не видно — оно спрятано за облаками или зданиями, но тем не менее явно светит.
Тогда вы все равно сможете увидеть радугу, если только между солнцем и каплями нет облаков. Потому что знаете, как правильно смотреть (помните про угол в 42 градуса).
Зная, как найти на небе радугу, вы наверняка начнете искать ее повсюду. Я, признаться, часто просто не способен бороться с этим искушением. Однажды мы со Сьюзен ехали домой, и начался дождь. Поскольку мы двигались прямо на запад, в сторону солнца, я, несмотря на плотное движение, свернул на обочину, вышел из машины и посмотрел назад. Это была неописуемая красота!
Всякий раз, проходя мимо фонтана в яркий солнечный день, я стараюсь встать так, чтобы поискать радугу там, где, как я знаю, она должна находиться. Попробуйте сами, когда будете проходить мимо фонтана. Встаньте между солнцем и фонтаном спиной к солнцу и не забудьте, что брызги фонтана работают точно так же, как капли дождя в небе.
Найдите тень своей головы на земле и мысленно нарисуйте воображаемую линию. Теперь смотрите под углом 42 градуса от этой линии. Если в этом направлении достаточно капель, вы увидите сначала красную полосу радуги, а потом и все остальные.
Как образуется двойная радуга
Если вы видели двойную радугу, то наверняка заметили, что вторичная радуга менее яркая, чем первичная. Однако вы наверняка не обратили внимания, что порядок цветов во вторичной радуге обратный порядку в первичной: синий (фиолетовый) находится снаружи, а красный внутри.
Двойная радуга на водопаде Виктория, — источник.
Как образуется двойная радуга? Одни световые лучи, проникающие в капли, отражаются всего один раз, другие перед выходом из капли отражаются дважды. Хотя световые лучи, проникающие в любую заданную дождевую каплю, могут отражаться внутри нее многократно, первичная радуга состоит только из тех, которые отразились один раз. А вот вторичная радуга, напротив, создается из лучей, которые отражаются перед преломлением на выходе внутри капли дважды.
Из-за этого дополнительного отскока внутри капли цвета во вторичной радуге следуют в порядке, обратном порядку в первичной радуге.
Причина, по которой вторая радуга появляется на небе в месте, отличном от первой, заключается в том, что дважды отраженные красные лучи выходят из капли под углами, которые всегда больше (да-да, больше), чем примерно 50 градусов, а дважды отраженные синие лучи — под углом, всегда большим, чем 53 градуса. Таким образом, вторую радугу надо искать в 10 градусах от первой.
А то, что она менее яркая, объясняется тем, что света который отражается внутри капли дважды, намного меньше, чем света, который отражается один раз; следовательно, света для создания вторичной радуги гораздо меньше. По этой же причине увидеть вторичную радугу куда труднее, чем первичную.
Теперь, когда вы знаете, что она часто сопровождает первичную радугу и где ее искать, вы увидите ее много-много раз.
Как сделать радугу самому
Итак, вооружившись информацией о радугах, вы можете произвести небольшое оптическое волшебство и собственноручно создать радугу в своем дворе или даже просто на тротуаре — с помощью обычного садового шланга. Кстати, создать собственную радугу можно, даже когда солнце находится в зените, что в природе случается очень редко.
Если на конце вашего шланга есть насадка, отрегулируйте его в тонкую струйку, чтобы капли получались достаточно маленькими, и когда солнце будет высоко в небе, направьте шланг на землю и начните распыление. Вы не увидите сразу весь круг, но кусочки радуги заметите. А перемещая носик шланга по кругу, вы, часть за частью, сможете увидеть целый круг радуги. Почему придется действовать таким образом? Потому что у вас нет глаз на затылке!
Третья радуга
Студенты часто спрашивают меня, а бывает ли третичная радуга. Ответ: и да и нет. Третичная радуга, как вы могли догадаться, — результат тройного отражения света внутри капли.
В центре такой радуги расположено солнце, и, как и первичная радуга с центром в точке солнечного противостояния, она также имеет радиус около 42 градусов, и ее красная полоса находится на внешней стороне. Таким образом, чтобы увидеть третичную радугу, вам нужно смотреть в сторону солнца, а капли дождя должны быть между ними и вами. Но при таком раскладе вы почти никогда не увидите солнца.
Тройная радуга. Подлинная фотография или фотошоп? Судя по словам Уолтера Левина, второе. В любом случае, выглядит завораживающе, — источник.
Есть и другие проблемы: много солнечного света будет проходить через капли, вообще не отражаясь, что приведет к очень яркому и большому свечению вокруг солнца, в результате чего увидеть третичную радугу будет практически невозможно. А еще она более блеклая, чем вторичная. Кроме того, гораздо шире первичной и вторичной, следовательно, и без того слабый свет радуги распределяется по небу еще сильнее и увидеть ее труднее.
Насколько мне известно, фотографий третичных радуг не существует, и я лично не знаю никого, кто бы их когда-либо видел. Тем не менее отчеты о наблюдениях за этим природным явлением имеются.
Радуги — наиболее известное и красочное атмосферное явление, но отнюдь не единственное. Существует целый ряд других явлений атмосферы; некоторые из них сразу бросаются в глаза, а другие, напротив, мистически загадочны. Еще больше научных фактов и объяснений читайте в книге «Мир глазами физика».
Проверочная работа по физике на тему «Излучение и спектры» (11 класс)
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Учитель: Елакова Галина Владимировна.
Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №7» г. Канаш Чувашской Республики.
Проверочная работа по физике на тему «Излучение и спектры».
Качественные задачи по физике способствуют углублению и закреплению знаний учащихся, средством проверки знаний. Решение качественных задач учит анализировать явления, развивает логическое мышление, смекалку, умение применять теоретические знания для объяснения явлений природы, техники и быта. Такие задачи решаются путем логических умозаключений, базирующихся на законах физики.
1.В опыте по разложению света в качестве источника света берется узкая светящаяся щель. Почему?
А. Чтобы получившиеся цветные полосы не накладывались друг на друга.
Б. Чтобы получившиеся цветные полосы накладывались друг на друга.
В. Чтобы получить четкую интерференционную картину.
2. Почему при уменьшении напряжения «световая отдача» ламп накаливания уменьшается и свечение приобретает красноватый оттенок?
А. Уменьшается общая лучистая энергия, максимум излучения смещается в сторону коротких волн.
Б. Уменьшается общая лучистая энергия, максимум излучения смещается в сторону длинных волн.
В. Увеличивается общая лучистая энергия, максимум излучения смещается в сторону длинных волн.
3. В парниках ставят обыкновенное стекло, а колбы ртутных медицинских ламп делают из кварцевого стекла. Почему?
А. Колбы медицинских ламп должны пропускать рентгеновские лучи.
Б. Колбы медицинских ламп должны пропускать инфракрасные лучи.
В. Колбы медицинских ламп должны пропускать ультрафиолетовые лучи.
4. Почему высоко в горах загорают особенно быстро?
А. Больше поглощение ультрафиолетовой части спектра атмосферой.
Б. Меньше поглощение ультрафиолетовой части спектра атмосферой.
В. Меньше поглощение инфракрасной части спектра атмосферой.
5. Можно ли в полдень 22 июня увидеть радугу в Москве?
А. Радуга видна всегда после грозы.
Б. Радуга видна, когда высота Солнца над горизонтом превышает 42°, а высота полуденного Солнца 22 июня на широте Москвы равна 57,5°.
В. Радуга видна лишь тогда, когда высота Солнца над горизонтом не превышает 42°. Высота же полуденного Солнца 22 июня на широте Москвы равна 57,5°.
6. В какой части неба может появиться радуга ранним утром?
7. Пламя электрической дуги безвредно для зрения, если дугу зажечь в воде. Почему?
А. Вода поглощает инфракрасные лучи.
Б. Вода поглощает ультрафиолетовые лучи.
В. Вода отражает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.
8. Электрическую лампу накаливают постепенно. Какие изменения в спектре лампы при этом наблюдаются?
А. Сначала появится фиолетовая часть спектра, а за ней по мере нагревания нити все остальные.
Б. Сначала появится красная часть спектра, а за ней по мере нагревания нити все остальные.
В. Глаз обладает избирательной чувствительностью к свету: максимум его чувствительности лежит в желто-зеленой области спектра. Поэтому сначала появится желто-зеленая часть спектра, а за ней по мере нагревания нити все остальные.
9. Красный платок осветили синим светом. Какой будет цвет платка теперь?
А. Цвет платка будет казаться синим.
Б. Цвет платка не изменится.
В. Платок будет казаться почти черным.
10. Для защиты от солнечных лучей наиболее практичны белые и красные зонты. Почему?
А. Эти зонты хорошо отражают инфракрасные лучи.
Б. Эти зонты хорошо отражают оранжевые и красные лучи.
В. Эти зонты хорошо отражают оранжевые, красные и инфракрасные лучи.
11. Какие почвы лучше прогреваются солнечными лучами и быстрее отдают лучеиспусканием энергию: черноземные или подзолистые?
А. Темные почвы лучше прогреваются солнечными лучами и медленнее охлаждаются ночью вследствие излучения.
Б. Подзолистые почвы лучше прогреваются солнечными лучами и быстрее охлаждаются ночью вследствие излучения.
В. Темные почвы лучше прогреваются солнечными лучами и быстрее охлаждаются ночью вследствие излучения.
12. При рентгенодиагностике желудочно-кишечного тракта больному дают «бариеву кашу». Для чего это делается?
А. Сернокислая соль бария отражает рентгеновское излучение и делает видимыми мягкие ткани тела человека
Б. Соль бария поглощает инфракрасное излучение и делает видимыми мягкие ткани тела человека.
В. Сернокислая соль бария поглощает рентгеновское излучение и делает видимыми мягкие ткани тела человека (желудок, кишечник).
13. Почему виднеющийся на горизонте лес кажется не зеленым, а подернутым голубоватой дымкой?
А. Сильнее других воздухом рассеиваются фиолетовые и красные лучи. Поэтому слой воздуха между наблюдателем и далеким лесом кажется голубоватым.
Б. Сильнее других воздухом рассеиваются синие и голубые лучи. Поэтому слой воздуха между наблюдателем и далеким лесом кажется, как небо, голубоватым.
В. Сильнее других воздухом рассеиваются желто-зеленые лучи. Поэтому слой воздуха между наблюдателем и далеким лесом кажется голубоватым.
14. Английский физик Рэлей обнаружил, что короткие волны рассеиваются на мелких неоднородностях среды значительно сильнее, чем длинные. Объясните, исходя из этого, голубой цвет неба.
А. Голубой цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света: коротковолновая часть видимого солнечного света рассеивается в атмосфере сильнее других частей спектра и Солнце кажется желтоватым.
Б. Голубой цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света: коротковолновая часть видимого солнечного света рассеивается в атмосфере слабее других частей спектра и Солнце кажется желтоватым.
В. Голубой цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света: длинноволновая часть видимого солнечного света рассеивается в атмосфере сильнее других частей спектра и Солнце кажется желтоватым.
15. Почему некоторые тела кажутся белыми, серыми и черными?
А. Если тело освещено солнечным излучением, то оно кажется: белыми – при полном отражении этого излучения; черными – при поглощении этого излучения; серыми – при частичном отражении и поглощении цветных лучей сложного белого излучения.
1.Узкая фиолетовая полоска продолжена красной. Что видит наблюдатель, смотрящий на полоски через стеклянную призму, если преломляющее ребро призмы параллельно полоскам?
А. Цветные полоски накладываются друг на друга.
Б. Обе полоски окажутся смещенными, причем красная смещена больше фиолетовой.
В. Обе полоски окажутся смещенными, причем фиолетовая смещена больше красной.
2. Луч света, преломляясь, переходит из стекла в воздух. Как расположатся преломленные лучи различных цветов относительно перпендикуляра к границе сред в точке преломления луча?
3. Можно ли увидеть радугу, находясь у одного ее конца?
А. Можно. Радуга видна всегда над горизонтом, когда высота Солнце над горизонтом не превышает 42°.
Б. Нельзя. Глаз наблюдателя всегда находится в плоскости, проходящей через центр радуги и центр солнечного диска.
В. Можно. Радуга возникает вследствие полного отражения и дисперсии лучей в дождевых каплях.
4. Какого цвета бумага (синяя, красная, черная) скорее зажигается солнечными лучами, собранными при помощи вогнутого зеркала или линзы?
А. Красная, так как она поглощает все падающие на нее лучи.
Б. Черная, так как она поглощает все падающие на нее лучи.
В. Синяя, так как она поглощает все падающие на нее лучи.
5. Мы можем смотреть на Солнце, когда оно близ горизонта, и не можем, когда оно высоко. Почему?
А. Интенсивность солнечных лучей при закате или восходе Солнца много меньше, чем днем, так как лучи проходят в это время более толстый слой воздуха и больше поглощаются.
Б. Интенсивность солнечных лучей при закате Солнца много больше, чем днем, так как лучи проходят в это время более толстый слой воздуха и больше поглощаются.
В. Интенсивность солнечных лучей при восходе Солнца много больше, чем днем, так как лучи проходят в это время более толстый слой воздуха и больше поглощаются.
6. Одна половина круга окрашена в красный, другая половина окрашена в зелено-голубой цвет. Какой получится цвет, если быстро вращать круг?
А. Круг будет представляться красным.
Б. Круг будет представляться черным.
В. Круг будет представляться серым.
7. Объясните происхождение цвета синего стекла, синей бумаги, синего моря.
А. Синее стекло пропускает синие лучи, задерживая все остальные.
Б. Синее стекло поглощает фиолетовые, синие, голубые лучи, отражая все остальные.
В. Синее стекло пропускает фиолетовые, синие, голубые лучи, задерживая все остальные.
8. Во время полных лунных затмений Луна немного освещена красным светом. Почему?
А. Луна окрашивается в красноватый цвет лучами Солнца, отраженными в земной атмосфере.
Б. Луна окрашивается в красноватый цвет лучами Солнца, преломленными в земной атмосфере.
В. Луна окрашивается в красноватый цвет лучами Солнца, поглощенными в земной атмосфере.
9. Грозовые облака чаще всего имеют синий цвет, а кучевые – светло-серый. Почему?
А. Грозовые облака состоят из мельчайших капелек, рассеивающих синие лучи, а кучевые – из крупных капель, рассеивающих лучи всех длин волн.
Б. Грозовые облака состоят из крупных капелек, рассеивающих синие лучи, а кучевые – из мелких капель, рассеивающих лучи всех длин волн.
В. Грозовые облака состоят из мельчайших капелек, поглощающих синие лучи, а кучевые – из крупных капель, поглощающих лучи всех длин волн.
10. На фотографиях, полученных в инфракрасных лучах, четко видны все предметы до самого горизонта. Почему?
А. Инфракрасные лучи не поглощаются и отражаются в воздухе.
Б. Инфракрасные лучи быстро рассеиваются в воздухе.
В. Инфракрасные лучи не рассеиваются в воздухе.
11. Почему темное стекло предохраняет глаза сварщика от вредного действия пламени?
А. Темное стекло пропускает ультрафиолетовое излучение и поглощает часть излучения, делая его для глаза менее ярким.
Б. Темное стекло не пропускает ультрафиолетовое излучение и поглощает часть излучения, делая его для глаза менее ярким.
В. Темное стекло не пропускает инфракрасное излучение и отражает часть излучения, делая его для глаза менее ярким.
12. Для чего врачи-рентгенологи при работе пользуются перчатками, фартуками и очками, в которые введены соли свинца?
А. Для защиты от инфракрасного излучения.
Б. Для защиты от ультрафиолетового излучения.
В. Для защиты от рентгеновского излучения.
13. В каком отношении находится величина рентгеновского изображения к величине предмета?
А. Изображение всегда равно величине предмета, так как пучок рентгеновских лучей расходящийся.
Б. Изображение всегда меньше предмета, так как пучок рентгеновских лучей собирающийся.
В. Изображение всегда больше предмета, так как пучок рентгеновских лучей расходящийся.
14. Почему Солнце и Луна приобретают красный оттенок, когда находятся низко над горизонтом?
А. Так как рассеиваются желтые и зеленые составляющие солнечного света и остаются только красные.
Б. Так как рассеиваются синие, голубые, желтые и зеленые составляющие солнечного света и остаются только красные.
В. Так как рассеиваются синие и голубые составляющие солнечного света и остаются только красные.
15. Как будет выглядеть белая надпись на красном фоне, если осветить ее зеленым светом?
А. Будет темным, почти черным.
В. Будет почти красным.
Задача №14: Голубой цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света: коротковолновая часть видимого солнечного света (фиолетовый, синий, голубой участки спектра) рассеивается в атмосфере сильнее других частей спектра. Вследствие этого коротковолновый участок спектра прямого солнечного света ослаблен, и Солнце нам кажется желтоват, а не белым. Рассеивающие свет мелкие неоднородности в воздухе представляют собой возникающие в результате хаотического движения молекул микроскопические сгущения и разрежения. В облаках рассеяние света происходит на капельках воды или кристалликах льда, размеры которых велики по сравнению с длиной волны света. В этом случае свет различных частот рассеивается примерно одинаково, чем и объясняется белый или серый цвет облаков.
Задача №15: Монохроматических электромагнитных излучений белого, черного и серого цветов в природе нет. Такие цвета объясняются различным свойством тел отражать и поглощать излучения, падающие на них. Если тело освещено солнечным излучением, то оно кажется: 1) белыми – при полном отражении этого излучения; 2) черными – при поглощении этого излучения; 3) серыми – при частичном отражении и поглощении цветных лучей сложного белого излучения.
Задача №14: Когда светило находится низко над горизонтом, свет от него проходит в атмосфере наибольшее расстояние. На более длинном пути заметно рассеиваются не только синие и голубые составляющие солнечного света, но также желтые и зеленые. Остаются лишь самые длинные световые волны – красные.
Задача №15: Белая поверхность хорошо отражает лучи всех цветов видимого спектра, поэтому она отразит зеленый свет и будет казаться зеленой. Красная поверхность отражает только красный свет, а остальные части спектра поглощает. Поэтому фон будет темным, почти черным.
1. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А.: Решение ключевых задач по физике для профильной школы. 10-11 классы. –М.: ИЛЕКСА, 2008. – 288 с.
2. Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А.:1001 задача по физике с ответами. Издание 3-е, переработанное, указаниями, решениями. Москва-Харьков: «ИЛЕКСА», «ГИМНАЗИЯ». 1997. – 351 с.
5. Усольцев А.П.: Задачи по физике на основе литературных сюжетов. – Екатеринбург: У-Фактория, 2003. – 239 с.5.
