Источник света помещают сначала в точке А, а затем в точке В (рис. 204). В каком случае тень от шара на экране будет большего диаметра? Ответ поясните с помощью чертежа.

рис. 204

Для решения этой задачи необходимо понять, как формируется тень на экране и какие факторы влияют на её размеры. Рассмотрим основные физические законы и принципы, которые помогут объяснить явление:

1. Прямолинейное распространение света

Свет в однородной среде распространяется прямолинейно. Это означает, что лучи света от источника движутся по прямым линиям. Этот принцип позволяет построить диаграмму с помощью прямых линий, соединяющих источник света, край шара, и экран, чтобы определить размеры тени.

2. Зависимость размера тени от расстояния

Размер тени на экране зависит от:
− Расстояния между источником света и объектом (шаром).
− Расстояния между объектом (шаром) и экраном.

Если источник света находится ближе к объекту, угол расхождения световых лучей, проходящих мимо объекта, будет больше. Это приведет к увеличению диаметра тени на экране.

3. Обратное отношение угла расхождения лучей

При перемещении источника света от точки А к точке В расстояние между источником света и шаром уменьшается. Это приводит к увеличению угла расхождения световых лучей, что непосредственно влияет на размеры тени.

4. Геометрическая интерпретация

Для объяснения явления можно использовать геометрическую модель. В случае точки А световые лучи проходят мимо шара с меньшим углом расхождения, а в случае точки В — с большим. Чтобы построить чертеж:
− Проведите прямые линии от источника света к краям шара.
− Продлите эти линии до экрана. Полученная область на экране представляет собой размер тени.

5. Соотношение расстояний

При меньшем расстоянии между источником света и объектом увеличивается угловой размер объекта относительно источника света. Это приводит к тому, что крайние световые лучи, проходящие мимо объекта, рассеиваются на больший угол, увеличивая размеры тени.

6. Сравнение двух случаев

• Точка А: Источник света расположен дальше от шара. Световые лучи, проходящие мимо шара, имеют меньший угол расхождения. Тень на экране будет меньше.
• Точка В: Источник света расположен ближе к шару. Световые лучи рассеиваются под большим углом. Тень на экране будет больше.

Вывод

Тень от шара на экране будет большего диаметра, когда источник света находится в точке В, так как уменьшение расстояния между источником света и объектом увеличивает угол расхождения световых лучей.