Камера-обскура и прямолинейное распространение света
⚡ Физика · 8 класс
Прямолинейное распространение света
В однородной прозрачной среде свет распространяется по прямым линиям. Это один из основных законов оптики. Именно из-за прямолинейности света образуются резкие тени от непрозрачных предметов, а маленькое отверстие способно дать настоящее изображение предмета. Простейший прибор, который наглядно показывает это свойство, — камера-обскура, что в переводе означает «тёмная комната».
Как устроена камера-обскура
Это закрытая светонепроницаемая коробка с очень маленьким отверстием в одной из стенок. Свет от каждой точки предмета, стоящего перед отверстием, проходит сквозь него и попадает на противоположную стенку — экран. Так как свет идёт прямолинейно, лучи от верхней части предмета, пройдя через отверстие, попадают вниз экрана, а лучи от нижней части — наверх. Поэтому изображение получается перевёрнутым.
| Точка предмета | Путь луча | Где на экране |
|---|---|---|
| Верх предмета | прямо через отверстие вниз | внизу экрана |
| Низ предмета | прямо через отверстие вверх | вверху экрана |
Изображение получается перевёрнутым, а его размер зависит от расстояний: если экран дальше от отверстия, чем предмет, картинка будет увеличенной, если ближе — уменьшенной.
Размер отверстия
Качество изображения сильно зависит от размера отверстия. Если отверстие очень маленькое, изображение получается чётким, но тусклым, ведь сквозь крошечную дырочку проходит мало света. Если же отверстие большое, картинка становится яркой, но размытой: лучи от одной точки предмета проходят через всё отверстие и расплываются на экране в светлое пятно.
Маленькое отверстие -> чёткое, но тёмное изображение. Большое отверстие -> яркое, но размытое изображение.Связь с глазом и фотоаппаратом
По такому же принципу устроены глаз человека и фотоаппарат. Свет проходит через небольшое отверстие — зрачок в глазу или диафрагму с объективом в фотоаппарате — и даёт на сетчатке или матрице перевёрнутое изображение. В глазу это перевёрнутое изображение обрабатывает мозг, поэтому мы видим мир правильно, а в фотоаппарате его разворачивает электроника. В отличие от простой камеры-обскуры, в глазу и фотоаппарате есть ещё и линза, которая делает изображение ярким и чётким.
Правило: изображение в камере-обскуре всегда перевёрнутое, потому что лучи от верхней и нижней частей предмета пересекаются в маленьком отверстии.
Кратко о главном
- Свет в однородной среде распространяется прямолинейно.
- Камера-обскура даёт перевёрнутое изображение через малое отверстие.
- Маленькое отверстие даёт чёткую, но тусклую картинку, большое — яркую, но размытую.
- На том же принципе основана работа глаза и фотоаппарата.