Дослiдження оптичних ефектiв на полотнах художникiв

УДК 535

Проценко В. О.,

учениця 10-Б класу

Ковальчук Л.Г.,

вчитель фізики вищої категорії ,

 вчитель-методист

Смілянський навчально-виховний комплекс «Загальноосвітня школа

І ступеня – гімназія ім. В.Т.Сенатора»

Черкаська область

 м. Сміла

kovalchuk.mila@gmail.com

ДОСЛІДЖЕННЯ ОПТИЧНИХ ЕФЕКТІВ

НА ПОЛОТНАХ ХУДОЖНИКІВ

Світло…Важко переоцінити його значення в нашому житті. Все живе зароджується і розвивається під впливом світла, а людина більшість відомостей про навколишнє середовище одержує за допомогою зорових відчуттів, створюваних світлом. Зі світловими явищами, які роблять світ навколо нас чудовим, сповненим чарівної краси та гармонії, ми зустрічаємося щодня. Дослідження світлових явищ дало можливість створити прилади, за допомогою яких вдалось заглянути у мікросвіт  та космос.

Фізичні тіла, атоми та молекули яких випромінюють світло, називають джерелами світла. Джерела світла бувають теплові й люмінесцентні; природні й штучні; точкові й протяжні. Прикладом точкових джерел світла є зорі, оскільки відстань, з якої ми спостерігаємо їх, в мільйони разів перевищує розміри самих зір. Відомо, що коли помістити між оком і яким-небудь невеликим джерелом світла непрозорий предмет, то джерело світла стане невидимим. Це виникає тому, що в однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.

Існує багато оптичних ефектів, які можна пояснити, використовуючи поняття прямолінійності поширення світла. Доказом цього явища є утворення тіні. У поемі «Іван Вишенський» Іван Франко писав: «Вечоріє. Тінь довжезна від скали лягла на море…». Явище видовження тіні спостерігається тому, що Сонце сідає, кут між сонячними променями і поверхнею Землі стає меншим. У результаті тінь стає довшою. Разом з утворенням тіні можна спостерігати утворення частково освітленого простору – півтіні. Якщо джерело світла точкове, тобто його розміри малі порівняно з перешкодою, то тінь буде чіткою з яскраво вираженими краями. Якщо джерело протяжне, то чіткої тіні може й не бути. Прикладом такого явища в природі є Сонячне та Місячне затемнення. Коли Місяць, обертаючись навколо Землі, опиняється між Землею та Сонцем, на Землі утворюється тінь та півтінь. В області тіні люди спостерігають повне Сонячне затемнення, в області півтіні – неповне. Місячне затемнення настає тоді, коли Місяць під час обертання навколо Землі потрапляє в область її тіні. Повне Місячне затемнення спостерігається у тому випадку, коли між ним та Сонцем опиняється Земля. Його одночасно видно з усіх точок земної півкулі, оскільки розміри Місяця менші, ніж область тіні Землі. Ясного сонячного дня на землі під деревами можна спостерігати сонячні відблиски, але всі вони мають круглу форму, хоч проміжки між листками та гілками мають найрізноманітнішу форму. Це є наслідком прямолінійності поширення світла. Коли промені від світного тіла проходять крізь невеликі отвори, то на екрані (як, наприклад, у так званій камері-обскурі) за отворами, незалежно від їх форми, виникають перевернуті зображення цього тіла. У даному випадку світним тілом є Сонце, а екраном поверхня Землі.

На межі двох середовищ світловий промінь змінює свій напрямок. Частина світла, а в деяких випадках і все світло повертається в перше середовище. Це явище називають відбиванням світла, яке розрізняють як дзеркальне та розсіяне (дифузне). Коли світло потрапляє на дзеркальну поверхню, промінь відбивається від неї під кутом, який дорівнює куту падіння. Так утворюється «сонячний зайчик». Розсіяне відбивання спостерігається у випадку, коли ми бачимо сніг, який іскриться. Це відбувається тому, що серед безлічі безладно розміщених сніжинок завжди є такі, які відбивають світло в нашому напрямі. Дзеркальне та розсіяне відбивання світла можна спостерігати на поверхні озера, моря чи широкої річки, коли до нас тягнеться сяюча доріжка світла від Сонця. Краще її спостерігати, коли Сонце знаходиться близько до горизонту. Така ж доріжка спостерігається і від Місяця вночі. Поверхня спокійного озера відбиває світло дзеркально, тому ми бачимо в озері чітке зображення Місяця. При хвилюванні поверхня озера розбивається на хвилі, в кожній з яких утворюється зображення. Ряд таких зображень, які виникають у площині, що проходить через око спостерігача, зливається в смугу, ширина якої дорівнює величині диска Місяця. Поза цією яскравою смугою лежить затемнене озеро. Така доріжка завжди іде прямо до нас, наче слідуючи за нашим переміщенням. Це відбувається тому, що Місяць від нас далеко. У порівнянні з відстанню до нього ми практично не переміщуємося.