Свет — это форма энергии, состоящая из фотонов. Фотоны — наименьшая единица видимого света. Знаете ли вы, что свет — самая быстрая вещь во Вселенной? Поскольку свет состоит из безмассовых частиц, называемых фотонами, это позволяет ему быть самой быстрой вещью во Вселенной. Свет распространяется в вакууме со скоростью 300 000 км в секунду. Свет уникален тем, что существует одновременно в двух совершенно разных формах. Одна форма — крошечные частицы, называемые фотонами. Другая форма — волны. Проще всего думать о свете как о волнах.
Свет будет двигаться по совершенно прямой линии, пока не попадет на объект, который изогнет его или отразит. Это свойство света, распространяющегося по прямой линии, называется прямолинейным распространением света.
Вы когда-нибудь замечали луч света, проникающий в вашу фотолабораторию через маленькое отверстие? Да, вы увидите луч света, движущийся по прямой линии.
Давайте проведем несколько простых экспериментов, чтобы доказать, что свет распространяется прямолинейно.
Эксперимент 1:
Необходимые предметы: свеча, спичка, небольшая полая прямая трубка и маленькая полая изогнутая трубка.
Зажгите свечу и посмотрите на пламя свечи через прямую трубу. Здесь виден свет свечи.
Теперь попробуем посмотреть на пламя через изогнутую трубу. Пламя теперь не будет нам видно.
Наблюдение: Пламя не видно через изогнутую трубу. Этот эксперимент доказывает, что свет распространяется по прямой линии и блокируется, если встречает какое-либо препятствие на своем пути.
Эксперимент 2:
Необходимые предметы: три одинаковых экрана и свеча.
Проделайте отверстия в середине этих трех экранов и установите их на столе один за другим, как показано на рисунке ниже. Держите свечу на одной стороне этих экранов и посмотрите на другую сторону трех экранов.
1. Попробуйте посмотреть на пламя свечи. Отрегулируйте отверстия экрана и свечу так, чтобы вы могли видеть пламя, проходящее через эти экраны.
2. Теперь сдвиньте любой из экранов в сторону и попытайтесь увидеть пламя свечи. Его не будет видно.
Наблюдение: когда все три отверстия и пламя находятся на одной линии, мы видим пламя. Как только один из экранов нарушает выравнивание, пламени не видно. Это возможно только тогда, когда свет распространяется по прямой, а не зигзагообразной траектории.
1. Формирование тени: Всякий раз, когда свет загораживает непрозрачное вещество, образуется тень. Он имеет ту же форму, что и объект, хотя может быть другого размера.
2. Формирование затмения. Еще одним следствием прямого пути света является существование солнечного и лунного затмений. Вы понимаете, почему Земля, Луна и Солнце должны находиться на прямой линии, чтобы вызвать солнечное затмение? Свет Солнца не может огибать Луну. Если солнечный свет не достигает ваших глаз, вы не можете видеть Солнце.
3. Формирование дня и ночи: если бы солнечные лучи не следовали прямолинейному пути, то свет огибал бы землю, и ночью был бы солнечный свет.
4. Камера-обскура. Камера -обскура основана на прямолинейном распространении света. Давайте посмотрим, как это работает. Камера-обскура — это простое устройство, состоящее из небольшой коробки, окрашенной внутри в черный цвет и имеющей крошечное отверстие размером с булавку на одном конце. На другом конце есть экран из кальки или матового стекла для просмотра. Если вы повернете сторону с отверстием к дальнему дереву или свече, а затем посмотрите на экран с противоположной стороны, вы увидите изображение. Изображение может быть размытым в зависимости от того, насколько далеко или близко находится объект. Но самое интересное в этом изображении то, что оно перевернуто, или, как мы говорим в физике, изображение перевернуто. Эта инверсия является доказательством того, что свет распространяется прямолинейно.
Свет идет от вершины дерева (точка A) и падает на точку X на экране. Лучи из нижней части дерева (точка B) падают на Y. Таким образом, XY — это уменьшенное перевернутое изображение дерева на экране. Если экран заменить фотопленкой, можно сфотографировать дерево.
Как можно изменить путь света?
Ниже приведены причины, по которым свет отклоняется от прямого пути:
(i) Он ударяется о поверхность и отскакивает назад. Это называется отражением.
(ii) Он переходит из одной прозрачной среды в другую и меняет свое направление, например, когда свет переходит из воздуха в воду, он меняет скорость, что заставляет свет искривляться. Это называется преломлением.
(iii) Свет входит в объект, но не проходит сквозь него. Черные поверхности поглощают почти весь свет. Это называется абсорбцией.
