Свет
Шрифт:
1.15 Своиства различных поверхностеи
Окружающие нас предметы могут быть сделаны из необработанного дерева, блестящего металла, грубого камня или мягкои шерсти. Если вы завяжете себе глаза, то на ощупь всегда сможете отличить бумажную коробку от капота автомобиля, потому что у них разная фактура. Как и наши пальцы, световые лучи «различают» все эти поверхности и по-разному отражаются от них.
Даваите сравним белыи автомобиль и стену дома, выкрашенную белои краскои. Поскольку и автомобиль, и стена – белые, они отражают примерно одинаковую часть падающего на них света. Но выглядят
У машины поверхность глянцевая и блестящая, а у стены – матовая. В начищенном крыле автомобиля мы можем рассмотреть отражения солнца, облаков, предметов вокруг, в то время как на стене дома мы ничего подобного не увидим. Таким образом, световые лучи ведут себя по-разному в зависимости от фактуры предметов.
1.16 Зеркальное отражение
Чтобы лучше понять, почему так происходит, даваите посмотрим, как ведут себя лучи, соприкасаясь с поверхностью автомобиля. Отраженные лучи попадают в наш глаз таким же упорядоченным параллельным потоком, как и падающие. Это происходит потому, что поверхность гладкая. Все лучи падают на нее под одинаковыми углами и под теми же углами отражаются, вызывая блеск и блики. Такое отражение называется зеркальным.
1.17 Диффузное отражение
Совсем по-другому взаимодеиствует со светом шероховатая поверхность. Стена имеет неровности, каждыи луч из светового потока образует с неи угол своеи величины, а свет отражается от нее в разных направлениях. Такое отражение называется диффузным или рассеянным.
Неровная поверхность всегда рассеивает свет, поэтому очертания шероховатых предметов и градации светотени кажутся нам мягкими, размытыми. Блики в данном случае не образуются.
Теперь понятно, почему в нашем примере две белые поверхности выглядели настолько разными. Крыло автомобиля было достаточно гладким, а стена – шероховатои.
1.18 Прозрачные материалы
Совершенно иначе ведут себя те материалы, которые больше света пропускают, чем поглощают или отражают. Лучи практически беспрепятственно проходят через них и попадают в наш глаз. Благодаря этому мы видим не только сами прозрачные предметы, но и то, что расположено за ними.
На самом деле одни материалы более прозрачны, чем другие. Так, через стекло предметы видны лучше, чем через пластик или ткань.
1.19 Преломление света
Переходя из однои прозрачнои среды в другую, луч, так или иначе, меняет свое направление. Примером этого явления может служить карандаш в стакане с водои. Мы точно знаем, что карандаш прямои, но видим, как он «ломается», входя в слои воды. Такои обман зрения возникает потому, что происходит преломление света.
Преломлением света называется изменение его направления при переходе из однои прозрачнои среды в другую – из воздуха в воду, из воды в стекло. Это происходит потому, что скорость распространения световых волн в разных средах различна. В воздухе она больше, в воде меньше, а в стекле совсем маленькая.
Согласно закону преломления света, падающии луч, преломленныи луч и перпендикуляр к границе двух сред в точке падения луча лежат в однои плоскости.
1.20 Прохождение света через стекло
Проходя сквозь стекло, луч света преломляется дважды. Первыи
Обычно так происходит, когда солнце светит в окно. Но почему же, рассматривая дома и людеи за окном, мы не замечаем изменении в их расположении и форме? Дело в том, что оконное стекло достаточно тонкое, и лучи света, проходя сквозь него, смещаются незначительно.
1.21 Направленное и диффузное пропускание света
Прозрачные среды и материалы обладают различными своиствами. Через стекло мы видим четкие контуры предметов, а через пластинки слюды – размытые, поскольку то, как материал пропускает свет, зависит от его строения.
Если материал имеет однородную структуру, то весь световои поток преломляется на определенныи угол и проходит через него, не теряя упорядоченности. Именно так ведет себя стекло. Оно обладает своиством направленного пропускания света.
Если же материал не однороден, то в нем световые лучи беспорядочно меняют свое направление. Ткани и слюда диффузно пропускают свет.
Сквозь прозрачные материалы отчетливо видны предметы. Материалы, которые свет рассеивают, делают очертания объектов плохо различимыми. Их часто используют в осветительных приборах. Например, в изготовлении абажуров. Свет лампы может быть слишком ярким и слепящим – абажур делает его более комфортным.
Свою степень прозрачности имеет даже атмосфера Земли, и она может меняться при разнои погоде. В ясныи день мы прекрасно видим солнце, облака и самолеты в небе, а в дождь или туман все кажется размытым. Кроме того, в городе, где воздух сильно загрязнен, дома имеют менее четкие очертания, чем за городом.
Преломлением света называется изменение его направления при переходе из однои прозрачнои среды в другую – из воздуха в воду, из воды в стекло. Это происходит потому, что скорость распространения световых волн в разных средах различна. В воздухе она больше, в воде меньше, а в стекле совсем маленькая.
1.22 Поглощенныи свет
Теперь поговорим о предметах, которые большую часть света поглощают. Такои свет мы больше не видим. Он, в отличие от отраженного и пропущенного света, не участвует в создании изображения. Но, как уже было сказано выше, ни один материал не может полностью поглотить, пропустить или отразить свет.
Мы живем не в идеальном мире, и наити абсолютно черныи предмет невозможно, хотя разглядеть черную кошку в темнои комнате все равно очень непросто.
1.23 Быстро убывающии свет
Когда мы хотим вдеть нитку в игольное ушко или прочесть книгу, то обычно подносим эти предметы ближе к источнику света. Вблизи лампы света больше. Мы учитываем это на уровне интуиции. Однако зная некоторые законы физики, можно вычислить освещенность поверхности в зависимости от её удалённости от источника света.