Перышкин, Гутник, физика, 9 класс, страница 195

Источники света — это тела, которые излучают свет. Естественные: Солнце, звёзды, молния, полярные сияния, светлячки, медузы и другие светящиеся организмы. Искусственные: лампы, свеча, электрическая дуга, зажжённая спичка, светодиоды.

Точечный источник света — источник, размерами которого в данных условиях можно пренебречь (его размеры малы по сравнению с расстоянием до наблюдателя или до экрана). Световой луч — это линия, вдоль которой распространяется свет; его можно считать осью узкого светового пучка.

В однородной и прозрачной среде свет распространяется прямолинейно, то есть световые лучи в такой среде являются прямыми линиями.

Пучок света от карманного фонарика в затемнённой комнате (в запылённом воздухе или тумане) виден как прямая полоса. Прямыми видны солнечные лучи, пронизывающие облака или кроны деревьев. Образование тени от предмета, освещённого точечным источником, совпадает с построением по прямым лучам. Древние египтяне ставили колонны так, чтобы из-за ближайшей колонны не были видны остальные (рис. 131). Так же мы целимся, прикладывая взгляд вдоль линейки или стены.

Свет от точечного источника распространяется по прямым линиям. Лучи, которые встречают непрозрачный предмет, отражаются или поглощаются им, остальные лучи идут дальше прямолинейно и освещают экран. Часть экрана за предметом, куда лучи не попадают, остаётся неосвещённой — это тень. Тень — область пространства, в которую не попадает свет от источника.

Лампа на рисунке 133 — протяжённый источник, состоящий из множества светящихся точек. В область A (тень) свет не попадает ни от одной точки лампы. В область B (полутень) свет попадает только от части точек источника, а от остальных точек её закрывает шар. Поэтому эта область освещена частично. Полутень — область пространства, в которую попадает свет от части источника света.

Солнечное затмение происходит, когда Луна оказывается между Солнцем и Землёй и закрывает Солнце от наблюдателя. В области лунной тени наблюдается полное солнечное затмение (на полосе шириной не более 270 км, около 2,5 мин), в области полутени — частное затмение.
Лунное затмение происходит, когда Луна попадает в тень, отбрасываемую Землёй (Земля находится между Солнцем и Луной). Если Луна целиком в тени Земли — полное лунное затмение, если в тени только её часть — частное.

Солнце и раскалённый элемент плиты — тепловые источники: они светят потому, что нагреты до высокой температуры (поверхность Солнца около 6000 °C, спираль плиты имеет температуру в несколько сотен градусов, её свет красноватый и слабый). Светлячок — люминесцентный источник («холодное свечение»): свет возникает при химических процессах без нагревания. Луна сама света не излучает: мы видим её потому, что она отражает свет Солнца, то есть она не является источником света.

Только полутень получается в двух случаях. Первый: источник протяжённый, а предмет мал по сравнению с источником или далеко от экрана, и конус полной тени заканчивается, не дойдя до экрана, — на экране остаётся лишь частично освещённая область (так бывает при кольцеобразном солнечном затмении: Луна далеко от Земли, и тень до неё не доходит). Второй: предмет освещён несколькими источниками, стоящими в разных местах: область, затемнённая одним из них, освещается другими, и полной темноты нигде нет.

Нужно использовать несколько источников света (или лампу большого размера), расположенных вокруг операционного поля в разных местах, например, хирургический светильник из множества ламп с большой площадью. Тень от рук, образованная одним источником, освещается другими, поэтому полной тени нет, остаётся лишь слабая полутень.

Лунная тень маленькая: она покрывает на Земле лишь узкую полосу шириной не более 270 км, поэтому полное солнечное затмение видно только в небольшой области. Земная тень гораздо больше Луны, и лунное затмение видно со всей ночной стороны Земли, где Луна над горизонтом. Поэтому в данном месте лунные затмения наблюдаются гораздо чаще солнечных.