ѕр¤мол≥н≥йн≥сть поширенн¤ св≥тла.

якщо м≥ж оком й ¤ким-небудь джерелом св≥тла пом≥стити непрозорий предмет, то джерело св≥тла ми не побачимо. ѕо¤снюЇтьс¤ це тим, що в однор≥дн≥м середовищ≥ св≥тло поширюЇтьс¤ по пр¤мих л≥н≥¤х.


ѕр¤мол≥н≥йне поширенн¤ св≥тла - факт, встановлений ще в далек≥й давнин≥. ѕро це писав засновник геометр≥њ ≈вклид (300 рок≥в до нашоњ ери).
ѕр¤мол≥н≥йн≥стю поширенн¤ св≥тла в однор≥дному середовищ≥ по¤снюЇтьс¤ утворенн¤ т≥н≥. “≥н≥ людей, дерев, буд≥вель й ≥нших предмет≥в добре спостер≥гаютьс¤ на земл≥ в сон¤чний день.

ѕредмети, осв≥тлюван≥ точковими джерелами св≥тла, наприклад сонцем, в≥дкидають ч≥тко обкреслен≥ т≥н≥.  ишеньковий л≥хтарик даЇ вузький пучок св≥тла. ‘актично про положенн¤ навколишн≥х нас предмет≥в у простор≥ ми судимо, маючи на уваз≥, що св≥тло в≥д обьЇкта потрапл¤Ї в наше око по пр¤мол≥н≥йних траЇктор≥¤х. Ќаша ор≥Їнтац≥¤ в зовн≥шньому св≥т≥ ц≥лком заснована на припущенн≥ про пр¤мол≥н≥йне поширенн¤ св≥тла.

—аме це припущенн¤ призвело до у¤вленн¤ про св≥тлов≥ промен≥.

—в≥тловий пром≥нь - це пр¤ма, уздовж ¤кого поширюЇтьс¤ св≥тло. ”мовно променем називають вузький пучок св≥тла. якщо ми бачимо предмет, то цеозначаЇ, що нам в око попадаЇ св≥тло в≥д кожноњ точки предмета. ’оча св≥тлов≥ промен≥ виход¤ть ≥з кожноњ точки в ус≥х напр¤мках, лише вузький пучок цих промен≥в попадаЇ в око спостер≥гача. якщо спостер≥гач схилив голову ледве вб≥к, то в його око в≥д кожноњ точки предмета буде попадати вже ≥нший пучок промен≥в.

Ќа малюнку показана т≥нь, отримана на екран≥ при висв≥тленн≥ точковим джерелом св≥тла S непрозороњ кул≥ ћ. “ому що кул¤ непрозора, то в≥н не пропускаЇ св≥тло, що падаЇ на нього; у результат≥ на екран≥ утворитьс¤ т≥нь. “аку т≥нь можна одержати в темн≥й к≥мнат≥, висв≥тлюючи кулю кишеньковим л≥хтарем.

якщо кул¤ осв≥тити двома л≥хтар¤ми, то можна отримати дв≥ т≥н≥ й менш темн≥, н≥ж т≥нь в≥д одного л≥хтар¤, тому що т≥нь осв≥тлена одним л≥хтарем, а ≥нша т≥ньЧ другим л≥хтарем. „астково осв≥тлен≥ д≥л¤нки екрана й називаютьс¤ нап≥вт≥н¤ми.

ћожна так розташувати два джерела св≥тла, що обидв≥ п≥вт≥н≥ будуть частково перекривати одина одну й частина поверхн≥ екрана ви¤витьс¤ зовс≥м неосв≥тленою. ÷е повна т≥нь.

«акон пр¤мол≥н≥йного поширенн¤ св≥тла: в однор≥дному прозорому середовищ≥ св≥тло поширюЇтьс¤ пр¤мол≥н≥йно.

ƒоказом цього закону Ї утворенн¤ т≥н≥ й п≥вт≥н≥.

” домашн≥х умовах можна виконати к≥лька досв≥д≥в - доказ≥в цього закону.

якщо ми бажаЇмо, щоб св≥тло в≥д лампи не потрапл¤ло в оч≥, ми можемо пом≥стити м≥ж лампою й очами аркуш паперу, руку або над¤гти на лампу абажур. якби св≥тло поширювалос¤ не по пр¤мих л≥н≥¤х, то в≥н м≥г би об≥гнути перешкоду й потрапити до нас в оч≥. Ќаприклад в≥д звуку не можна "загородитис¤" рукою, в≥н омине цю перешкоду й ми будемо його чути.

“аким чином, описаний приклад показуЇ, що св≥тло не оминаЇ перешкоду, а поширюЇтьс¤ пр¤мол≥н≥йно.

“епер в≥зьмемо маленьке джерело св≥тла, наприклад кишеньковий л≥хтарик S. –озташуЇмо на де¤к≥й в≥дстан≥ в≥д нього екран, тобто в кожну його точку попадаЇ св≥тло. якщо м≥ж точковим джерелом св≥тла S й екраном розм≥стити непрозоре т≥ло, наприклад м'¤чик, то на екран≥ побачимо темне зображенн¤ конф≥гурац≥њ цього т≥ла - темне коло, оск≥льки за ним утворилас¤ т≥нь - прост≥р, куди не попадаЇ св≥тло в≥д джерела S. якби св≥тло поширювалос¤ не пр¤мол≥н≥йно й пром≥нь не були б пр¤мою л≥н≥Їю, то т≥нь могла б не утворитис¤ або мала б ≥ншу форму й розм≥ри.

јле ч≥тко окреслену т≥нь, що отримана в описаному досв≥д≥, ми бачимо в житт≥ не завжди. “ака т≥нь утворилас¤, тому що ¤к джерело св≥тла мивикористовували лампочку, розм≥ри спирали ¤коњ набагато менше, н≥ж в≥дстань в≥д нењ до екрана.

якщо ¤к джерело св≥тла вз¤ти б≥льшу, пор≥вн¤но з перешкодою, лампу, розм≥ри спирали ¤коњ пор≥вн¤нн≥ з в≥дстанню в≥д нењ до екрану, то навколо т≥н≥ на екран≥ утворитьс¤ ще й частково осв≥тлений прост≥р - п≥вт≥нь.

”творенн¤ п≥вт≥н≥ не суперечить закону пр¤мол≥н≥йного поширенн¤ св≥тла, а, навпаки, п≥дтверджуЇ його. јдже в цьому випадку джерело св≥тла не можна вважати точковим. ¬оно складаЇтьс¤ з безл≥ч≥ точок ≥ кожна з них випускаЇ промен≥. “ому на екран≥ Ї област≥, у ¤к≥ св≥тло в≥д одних точок джерела попадаЇ, а в≥д ≥нших не попадаЇ. ” такий спос≥б ц≥ област≥ екрана осв≥тлен≥ лише частково, там й утворитьс¤ п≥вт≥нь. ” центральну область екрана не попадаЇ св≥тло н≥ в≥д одн≥Їњ точки лампи, там спостер≥гаЇтьс¤ повна т≥нь.

ќчевидно, що ¤кщо наше око перебувало б в област≥ т≥н≥, то ми не побачили б джерело св≥тла. « област≥ п≥вт≥н≥ ми бачили б частину лампи. ÷е ми й спостер≥гаЇмо при сон¤чному або м≥с¤чному затемненн≥.

≤ останн≥й досл≥д. ѕоклад≥ть на ст≥л шматок картону й встром≥ть у нього дв≥ голки в дек≥лькох сантиметрах друг в≥д друга. ћ≥ж цими голками встром≥ть ще дв≥-три голки так, щоб, дивл¤чись на одну з крайн≥х, ви побачили т≥льки њњ, а ≥нш≥ голки були б закрит≥ в≥д нашого погл¤ду. ¬ит¤гн≥ть голки, приклад≥ть л≥н≥йку до сл≥д≥в у картон≥ в≥д двох крайн≥х голок≥ провед≥ть пр¤му. як розташован≥ сл≥ди в≥д ≥нших шпильок по в≥дношению до ц≥Їњ пр¤моњ?

ѕр¤мол≥н≥йн≥стю поширенн¤ св≥тла користуютьс¤ при провешивании пр¤мих л≥н≥й на поверхн≥ земл≥ й п≥д землею в метро, при визначенн≥ в≥дстаней на земл≥, на мор≥ й у пов≥тр≥.  оли контролюють пр¤мол≥н≥йн≥сть вироб≥в по промен≥ зору, то знов-таки використають пр¤мол≥н≥йн≥сть поширенн¤ св≥тла.
ƒосить ≥мов≥рно, що й саме пон¤тт¤ про пр¤му л≥н≥ю виникло з у¤вленн¤ про пр¤мол≥н≥йне поширенн¤ св≥тла