Світло — це форма енергії, що складається з фотонів. Фотони є найменшою одиницею видимого світла. Чи знаєте ви, що світло є найшвидшою річчю у Всесвіті? Оскільки світло складається з безмасових частинок, які називаються фотонами, це дозволяє йому бути найшвидшим у Всесвіті. Світло поширюється у вакуумі зі швидкістю 300 000 км/с. Світло унікальне, оскільки воно існує одночасно у двох дуже різних формах. Однією з форм є крихітні частинки, які називаються фотонами. Інша форма - хвилі. Найпростіший спосіб уявити світло як хвилі.
Світло поширюватиметься абсолютно прямолінійно, доки не потрапить на об’єкт, який зігне його або відбить. Ця властивість прямолінійного поширення світла називається прямолінійним поширенням світла.
Ви коли-небудь помічали промінь світла, який проникає у вашу темну кімнату через маленький отвір? Так, ви побачите, як промінь світла рухається по прямій лінії.
Давайте проведемо кілька базових експериментів, щоб довести, що світло поширюється прямолінійно.
Експеримент 1:
Необхідні предмети: свічка, паличка сірника, маленька порожниста пряма трубка та маленька порожниста зігнута трубка.
Запаліть свічку і подивіться на полум'я свічки через пряму трубу. Тут видно світло свічки.
А тепер спробуємо поглянути на полум'я через зігнуту трубу. Полум'я тепер нам не буде видно.
Спостереження: полум'я не видно через вигнуту трубу. Цей експеримент доводить, що світло рухається по прямій лінії та блокується, якщо зустрічає будь-яку перешкоду на своєму шляху.
Експеримент 2:
Необхідні предмети: Три однакових ширми і свічка.
Проробіть отвори в середині цих трьох екранів і встановіть їх на столі один за одним, як показано на схемі нижче. Тримайте свічку з одного боку цих екранів і дивіться через інший бік трьох екранів.
1.Спробуйте подивитися на полум'я свічки. Відрегулюйте отвори екрана та свічку так, щоб ви могли бачити полум’я, що проходить через ці екрани.
2. Тепер посуньте будь-який із екранів убік і спробуйте побачити полум’я свічки. Його не буде видно.
Спостереження: коли всі три отвори та полум’я розташовані на одній лінії, тоді полум’я видно для нас. Як тільки одна з решіт порушує центрування, полум'я не видно. Це можливо лише тоді, коли світло поширюється прямо, а не зигзагоподібно.
1. Утворення тіні: щоразу, коли світлу перешкоджає непрозора речовина, утворюється тінь. Він має таку саму форму, що й об’єкт, хоча може мати інший розмір.
2. Формування затемнення: Іншим наслідком прямолінійного руху світла є існування сонячного та місячного затемнень. Ви розумієте, чому Земля, Місяць і Сонце повинні бути на прямій лінії, щоб викликати сонячне затемнення? Світло від Сонця не може огинатися навколо Місяця. Якщо сонячне світло не досягає ваших очей, ви не можете бачити Сонце.
3. Формування дня і ночі: якби сонячні промені не йшли прямолінійно, світло б викривлялося навколо землі, і сонячне світло було б протягом ночі.
4. Камера-обскура: Камера-обскура заснована на прямолінійному поширенні світла. Давайте подивимося, як це працює. Камера-обскура — це простий пристрій, який складається з невеликої коробочки, пофарбованої в чорний колір зсередини, і на одному кінці якої є маленький отвір розміром з шпильку. З іншого боку — екран з кальки або матового скла для перегляду. Якщо ви повернете сторону з отвором до далекого дерева або, можливо, свічки, а потім подивіться на екран на протилежному кінці, ви помітите зображення. Зображення може бути розмитим залежно від того, наскільки далеко або поблизу знаходиться об’єкт. Але найцікавіше в зображенні те, що воно перевернуте, або, як кажуть у фізиці, зображення перевернуте. Ця інверсія є доказом того, що світло поширюється прямолінійно.
Світло йде від вершини дерева (точка А) і падає на точку X на екрані. Промені від нижньої частини дерева (точка B) падають на Y. Таким чином, XY – це зменшене перевернуте зображення дерева на екрані. Якщо екран замінити фотоплівкою, можна сфотографувати дерево.
Як можна змінити шлях світла?
Нижче наведено причини, чому світло відхиляється від прямого шляху:
(i) Він вдаряється об поверхню та відскакує назад. Це називається рефлексією.
(ii) Він переходить від одного прозорого середовища до іншого та змінює свій напрямок, наприклад, коли світло переходить із повітря у воду, воно змінює швидкість, що змушує світло вигинатися. Це називається заломленням.
(iii) Світло проникає в об’єкт, але не проходить крізь нього. Чорні поверхні поглинають майже все світло. Це називається поглинанням.
