Поглощение, отражение и пропускание света

Окраска различных предметов, освещённых одним и тем же источником света, бывает весьма разнообразной, несмотря на то, что все эти предметы освещены светом одного и того же состава. Основную роль в таких эффектах играют явления отражения и пропускания (преломления) света. Как известно, световой поток, падающий на тело, частично отражается, частично поглощается, частично пропускается телом. Доля светового потока, участвующего в каждом из этих процессов, определяется с помощью коэффициентов: отражения r, пропускания (преломления) t и поглощения α.

Каждый из указанных коэффициентов зависит от длины волны (цвета) света, благодаря чему можно получать различные эффекты при освещении тел. Так, в ряде случаев может оказаться, что для красных лучей t (пропускание) велико, а r (отражение) мало, а для зелёных лучей, наоборот, t мало и r велико. Поэтому тело будет казаться красным в проходящем свете и зелёным в отражённом. Такими свойствами обладает, например, хлорофилл – зелёное вещество, содержащееся в листьях растений и обусловливающее их зелёный цвет. Раствор хлорофилла в спирте оказывается на просвет красным, на отражение зелёным.

Тела, у которых для всех лучей поглощение велико, а r и t очень малы, будут чёрными непрозрачными телами (например, сажа). Для очень белого непрозрачного тела (окись магния) r близко к единице для всех длин волн, α и t для него очень малы. Прозрачное стекло имеет малые значения r и α, а значение t близко к единице для всех длин волн. У окрашенного стекла для некоторых длин волн t практически равно нулю и, соответственно, α близко к единице. Различие в значениях α, t и r и их зависимость от цвета (длины волны) обусловливают чрезвычайное разнообразие в цветах и оттенках различных тел.

Задание №2FA52C

Какие явления происходят при падении света на границу раздела двух сред?

• 1)

только отражение

• 2)

только преломление

• 3)

только отражение и преломление

• 4)

отражение, преломление и поглощение

 

25. Зелёный луч

Рефракция света в атмосфере – оптическое явление, вызываемое преломлением световых лучей в атмосфере и проявляющееся в кажущемся смещении удалённых объектов. Вследствие того, что атмосфера является средой оптически неоднородной (с высотой меняется температура, плотность, состав воздуха), лучи света распространяются в ней не прямолинейно, а по некоторой кривой линии. Наблюдатель видит объекты не в направлении их действительного положения, а вдоль касательной к траектории луча в точке наблюдения (см. рис. 1).

Рис. 1. Криволинейное распространение светового луча в атмосфере (сплошная линия) и кажущееся смещение объекта (пунктирная линия)

Показатель преломления зависит не только от свойств воздушных слоёв атмосферы, но и от длины световой волны (дисперсия света). Поэтому рефракция в атмосфере сопровождается разложением светового луча в спектр. Чем меньше длина волны светового луча, тем более сильную рефракцию он испытывает. Например, фиолетовые лучи преломляются сильнее, чем зелёные, а зелёные – сильнее, чем красные. Поэтому чем меньше длина волны луча, тем сильнее будет видимое смещение за счёт рефракции. В результате верхняя каёмка диска Солнца на восходе и закате кажется сине-зелёной, нижняя – оранжево-красной (рис. 2).

Рис. 2. Пояснение к появлению зелёного луча

Дисперсия солнечных лучей в наиболее явном виде проявляется в самый последний момент захода Солнца. Когда Солнце уходит за горизонт, последним лучом мы должны были бы увидеть фиолетовый. Однако самые коротковолновые лучи – фиолетовые, синие, голубые – на долгом пути в атмосфере (когда Солнце уже у горизонта) настолько сильно рассеиваются, что не доходят до земной поверхности. Кроме того, к лучам этой части спектра менее чувствительны глаза человека. Поэтому последний луч заходящего Солнца оказывается яркого изумрудного цвета. Это явление и получило название зелёный луч.

• Задание №250FED

Появление зелёного луча в момент захода Солнца связано

• 1)

только с рефракцией света

• 2)

только с дисперсией света

• 3)

только с рассеянием света

• 4)

с рефракцией, дисперсией и рассеянием света

• Задание №82C4D7

В ясную погоду наблюдают цвет Луны при её разных положениях: высоко над горизонтом и вблизи горизонта. В каком случае цвет Луны приобретает красный оттенок? Ответ поясните.

• Задание №FF297B

Криволинейное распространение света при прохождении атмосферы объясняется

• 1)

поглощением света в оптически неоднородной среде

• 2)

рассеянием света в оптически неоднородной среде

• 3)

преломлением света в оптически неоднородной среде

• 4)

дисперсией света в оптически неоднородной среде

Микроскоп

Человеческий глаз характеризуется определённым разрешением (предельной разрешающей способностью), то есть наименьшим расстоянием между двумя точками наблюдаемого объекта, при котором эти точки ещё могут быть отличены одна от другой. Для нормального глаза при удалении от объекта на расстояние наилучшего видения (D = 250 мм) среднестатистическое нормальное разрешение составляет 0,176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т.д. значительно меньше этой величины.

Увеличение разрешающей способности глаза достигается с помощью оптических приборов. При наблюдении мелких предметов применяют оптический микроскоп.

Увеличенное изображение предмета в микроскопе получается с помощью оптической системы, состоящей из двух короткофокусных собирающих линз – объектива и окуляра (рис. 1). Расстояние между объективом и окуляром можно изменять при настройке на резкость. Предмет S помещается на расстоянии, немного большем фокусного расстояния объектива. В этом случае объектив даст действительное перевёрнутое увеличенное изображение S1 предмета. Это промежуточное изображение рассматривается глазом через окуляр. Окуляр располагают так, чтобы промежуточное изображение S1 находилось немного ближе его фокальной плоскости. Окуляр действует как лупа. S2 – изображение, которое увидит человеческий глаз через окуляр.

Рис.1

Ход лучей в микроскопе

Хороший микроскоп может давать увеличение в несколько сотен раз. Однако, осуществляя большие увеличения, мы можем повысить разрешающую способность микроскопа лишь до известного предела. Это связано с тем фактом, что становится необходимым учитывать волновые свойства света. Фундаментальное ограничение заключается в невозможности получить при помощи электромагнитного излучения изображение объекта, меньшего по размерам, чем длина волны этого излучения. Предельная разрешающая способность микроскопа связана с длиной волны электромагнитного излучения. «Проникнуть глубже» в микромир возможно при применении излучений с меньшими длинами волн.

• Задание №2921F7

Принципиальное ограничение разрешающей способности микроскопа определяется

• 1)

оптической силой объектива

• 2)

длиной волны используемого излучения

• 3)

интенсивностью используемого излучения

• 4)

оптической силой объектива и окуляра

• Задание №D36EF1

Можно ли повышать безгранично разрешающую способность микроскопа? Ответ поясните.

 

Оптические телескопы

Все небесные тела находятся от нас так далеко, что пучок света, идущий от любого из них, можно считать параллельным. Мы способны видеть невооружённым глазом только достаточно яркие звезды, так как от большинства космических объектов наш зрачок, имеющий диаметр в 5 мм, не может получить достаточное для регистрации количество света. Тут нам на помощь приходит телескоп, объектив которого имеет гораздо более крупный диаметр и, следовательно, собирает больше света. Таким образом, одно из основных назначений телескопа – собрать как можно больше света от источника.

С другой стороны, глаз человека плохо распознаёт детали предмета, которые он видит под углом зрения менее одной угловой минуты (одна угловая минута составляет 1/60 часть от углового градуса). Поэтому другим важным назначением телескопа является увеличение угла зрения, под которым виден источник света.

Телескоп состоит из двух основных частей – объектива и окуляра. Объектив (длиннофокусная собирающая линза) даёт действительное изображение весьма удалённого источника света вблизи фокуса линзы объектива. Чтобы разглядеть полученное с помощью объектива изображение, используется окуляр. В качестве окуляра может использоваться собирающая линза, действующая как лупа. На рис. 1 представлен ход лучей в зрительной трубе Кеплера (1611 г.).

Рис. 1. Зрительная труба Кеплера.

В её оптической схеме две собирающие линзы. Телескопическая система, собранная по схеме Кеплера, даёт перевёрнутое изображение наблюдаемого объекта.

• Задание №20A31F

Какое(-ие) из утверждений является(-ются) правильным(-и)?

По сравнению с человеческим глазом оптический телескоп позволяет

А. собрать во много раз больше света от наблюдаемого космического объекта.

Б. уменьшить во много раз угол зрения, под которым видны детали рассматриваемого объекта.

• 1)

только А

• 2)

только Б

• 3)

и А, и Б

• 4)

ни А, ни Б

• Задание №515B6D Отложить Пометить как решённое

Количество света, собираемого от космического объекта телескопом, зависит от

• 1)

оптической силы объектива

• 2)

диаметра объектива

• 3)

оптической силы окуляра

• 4)

диаметра окуляра