Перейти к содержанию
MediaSchool

Источники света

Какие тела излучают собственный свет, почему видимый предмет не всегда является источником, как классифицировать источники и когда использовать модели точечного источника и светового луча.

Открыт · Презентация · Методичка

Конспект урока

В тёмной комнате экран телефона виден, а лежащая рядом книга — почти нет. После включения фонарика видна и книга. В обоих случаях свет попадает в глаз, но его путь начинается по-разному.

Источник света или отражающее тело

Источник света — тело, которое излучает свет. Солнце, включённая лампа, пламя и светящийся организм излучают собственный видимый свет.

Большинство предметов вокруг не излучают видимый свет, а отражают падающий на них свет. Книга, дерево, здание и Луна становятся видимыми, когда отражённый от них свет попадает в глаз.

Сгенерированный для урока кадр. Здание не становится источником только потому, что мы его видим.

Ключевой вопрос: тело само излучает наблюдаемый свет или отражает свет другого источника?

Две независимые классификации

Одному источнику можно дать сразу две характеристики.

По происхождению

  • естественные: Солнце, звёзды, молния, светящиеся организмы;
  • искусственные: свеча, электрическая лампа, светодиод, экран.

По характеру свечения

  • тепловые: свет испускает нагретое тело — Солнце, нить лампы накаливания, пламя;
  • источники холодного свечения: свет появляется без сильного нагрева всего источника — светляк, некоторые грибы, светодиод, люминесцентное покрытие.

Сгенерированная для урока иллюстрация двух тепловых источников.

Свеча — искусственный тепловой источник. Светляк — естественный источник холодного свечения. Поэтому нельзя склеивать две классификации в одну.

Сгенерированная для урока естественно-научная иллюстрация холодного свечения.

Попытка до разбора

Закрой следующий раздел и классифицируй объекты: Солнце, свеча, светодиод, светляк, Луна, белая стена.

Для каждого сначала выбери «излучает / отражает». Только для источников добавь две характеристики: естественный/искусственный и тепловой/холодного свечения.

Разбор классификации

ОбъектИзлучает или отражаетПроисхождениеХарактер свечения
Солнцеизлучаетестественныйтепловой
Свечаизлучаетискусственныйтепловой
Светодиодизлучаетискусственныйхолодного свечения
Светлякизлучаетестественныйхолодного свечения
Лунаотражает солнечный свет——
Белая стенаотражает падающий свет——

Откуда берётся световая энергия

Источник преобразует другой вид энергии в световую:

  • в лампе накаливания электрическая энергия сначала приводит к нагреву нити;
  • в светодиоде электрическая энергия преобразуется в свет без сильного нагрева светящейся части;
  • в пламени химическая энергия топлива превращается в разные виды энергии, включая световую;
  • в светящихся организмах свет сопровождает химические процессы.

Не вся энергия источника становится видимым светом. Например, лампа накаливания заметно нагревается.

Точечный источник — модель для данных условий

Источник называют точечным, если его размерами в условиях задачи можно пренебречь. Его обозначают буквой SS.

Оригинальная схема MediaSchool: применимость точечной модели зависит от масштаба задачи.

Одно и то же пламя можно считать точечным относительно далёкого экрана 2, но нельзя — относительно близкого экрана 1. Пламя не изменилось; изменились условия задачи.

Попытка. Источник размером 2 см находится сначала в 5 см, затем в 5 м от экрана. В каком случае модель точечного источника разумнее? Объясни, чем сравниваешь размеры.

Разбор

На расстоянии 5 м размер источника значительно меньше расстояния до экрана, поэтому его протяжённостью в этой модели разумнее пренебречь. На расстоянии 5 см размер источника уже сравним с расстоянием; точечная модель грубо теряет существенную часть условий.

Пучок света и световой луч

Оригинальная схема MediaSchool. Световой луч — линия-модель внутри показанного пучка.

Световой луч — линия, вдоль которой распространяется свет. Луч не является тонким материальным шнуром и не имеет толщины: это геометрическая модель направления.

Реальный узкий пучок имеет конечную ширину. Чем меньше отверстие в безопасной учебной установке, тем лучше направление пучка приближённо представляется лучом — но пучок и луч не становятся одним и тем же объектом.

Безопасное наблюдение

Для модели узкого пучка достаточно светодиодного фонарика и непрозрачного колпака с небольшим отверстием. Работу выполняют при рассеянном освещении, не направляя пучок в глаза.

  • не смотри на Солнце и яркие источники через линзы, бинокль или телескоп;
  • не используй лазер в ученическом опыте и никогда не направляй его в глаза;
  • не разбирай сетевые лампы и блоки питания;
  • открытое пламя заменяй светодиодом; если свечу показывает учитель, она стоит на негорючей подставке вдали от бумаги.

Частые ошибки

ОшибкаКак сказать точнее
«Луна — естественный источник света»Луна — естественное тело, видимое благодаря отражённому солнечному свету.
«Все искусственные источники тепловые»Светодиод искусственный, но относится к холодному свечению.
«Точечный источник всегда крошечный»Размером пренебрегают только относительно расстояний и цели данной задачи.
«Луч выходит из лампы как нитка»Реальный источник создаёт пучок; луч — линия-модель направления.
«Если тело светлое, оно излучает»Светлая поверхность может хорошо отражать падающий свет, не являясь источником.

Проверь себя

  1. Чем источник света отличается от видимого несветящегося тела?
  2. Назови естественный тепловой и естественный источник холодного свечения.
  3. Почему свеча и светодиод оба искусственные, но относятся к разным типам свечения?
  4. Почему одно пламя на схеме можно считать точечным только относительно одного экрана?
  5. Чем световой луч отличается от узкого пучка?

Ответы

  1. Источник излучает собственный свет; несветящееся тело видно благодаря отражённому свету.
  2. Например, Солнце и светляк.
  3. Свет свечи связан с высокой температурой пламени, а светодиод светится без сильного нагрева светящейся части.
  4. Его видимым размером можно пренебречь относительно далёкого экрана, но нельзя относительно близкого.
  5. Пучок — реальная область распространения света конечной ширины; луч — геометрическая линия, задающая направление.

Короткий итог

  • Источник света излучает свет; большинство видимых тел отражают падающий свет.
  • Естественный/искусственный и тепловой/холодного свечения — две разные классификации.
  • Точечный источник SS — модель, применимая только при заданных условиях.
  • Световой луч — линия-модель направления распространения света, а не тонкий материальный объект.

Самопроверка

Проверь себя

10 вопросов по теме «Источники света». Выбери ответ, прочитай объяснение и попробуй ещё раз, если ошибся.

Открыть отдельно

Вопрос 1 из 10

Тренировка
Какое из перечисленных тел является источником видимого света?

Без отметки и ограничения времени. Первый ответ учитывается отдельно от исправлений. При обновлении страницы ответы сбросятся.

Скачать и открыть

Материалы урока

3 материала

Подготовка к уроку

2 материала

Проверка знаний

1 материал

От сообщества

Материалы сообщества0

Дополнения от учителей к этому уроку. Проверены модерацией, но не являются редакционным контентом MediaSchool.

Поделиться материалом

Поделитесь первым материалом

Рабочий лист, презентация или методичка помогут другим учителям подготовиться к уроку.

Комментарии

Войдите, чтобы оставлять комментарии.

Пока нет комментариев. Будьте первым!