ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ОПТИКА (СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ)

ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ ОПТИКА (СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ)

Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей ;-) Для тех, кто любит учиться!

Шкатулка задач обновлена в результате увлекательной работы над зелёными страничками раздела «Физика и художественная литература: Оптика»

Предлагаю вашему вниманию 113 качественных задач по физике на тему «Оптика (Световые явления)». Заранее предупреждаю читателей, что в рамках подготовки к ЕГЭ эти задачи никуда не годятся! Никакого формализма в знаниях учащихся не допускаем! Натаскиванием на предмет не занимаемся!
Качественные задачи по физике в этой шкатулке адресованы тем, кто настроен вдумчиво и очень серьёзно наслаждаться физикой! Настроен по полной программе учиться анализировать и синтезировать материал, то есть логически мыслить, а также приучать себя к точной, лаконичной, литературно и технически грамотной речи.
Все задачи в шкатулке сопровождаются ответами… кроме последней ;-)
Задачи – Картины – Загадки ;-) в исполнении австрийского живописца Штефана Седлачека…

Задача №1
На какое ухо – левое или правое, примеряет серёжку очаровательная девушка на картине «Кокетка» Джеймса Уэллса Чампни?

Ответ: Девушка примеряет серёжку на правое ухо. Изображение любого предмета в плоском зеркале расположено относительно зеркала симметрично предмету и равно по размерам самому предмету.
Впрочем, ежели, глядя на картину, не отвлекаться на изображение лица кокетки в зеркале, то ответ на поставленный в задаче вопрос, не вызовет никаких затруднений ;-)

Кокетка Kokett Джеймс Уэллс Чампни, 1885 год

Джеймс Уэллс Чампни (James Wells Champney; 16.07.1843–01.05.1903) – американский живописец.

Задача №2
Как с помощью двух плоских зеркал можно увидеть свой профиль или свой затылок?

Ответ: Зеркала следует использовать так, как это делает очаровательная кокетка, пришедшая с карнавала…, на картине испанского живописца Раймундо де Мадрасо и Гаррета ;-)
Становимся спиной к большому зеркалу, вооружаемся вторым зеркалом, например, карманным… и вуаля ;-) В этом маленьком зеркале мы видим отражение нашего затылка в большом зеркале.

Вечерний выход в свет An Evening Out Раймундо де Мадрасо и Гаррета

Раймундо де Мадрасо и Гаррета (Raimundo de Madrazo y Garreta; 24.07.1841–15.09.1920) – испанский живописец.

Задача №3
Где нужно поместить лампочку в автомобильной фаре, чтобы можно было направить световой поток как можно дальше? близко вниз?

Ответ: Для того, чтобы направить световой пучок как можно дальше, лампочку следует разместить в главном фокусе зеркала. Для того, чтобы направить световой пучок близко вниз, лампочку следует разместить выше главного фокуса зеркала.

Задача №4
Для чего в автомобиле ставится небольшое зеркало сбоку от места, где сидит водитель? Какое это зеркало?

Ответ: В этом зеркале водитель видит, что делается сзади. Для этих целей используется выпуклое зеркало.

Задача №5
Для чего врачи при осмотре глазного дна, ушного прохода, полости рта и т.п. пользуются вогнутым зеркалом, в центре которого имеется небольшое круглое отверстие?

Ответ: Для того, чтобы лучше видеть ;-) Зеркало выполняет роль осветителя, а сквозь отверстие врач смотрит и изучает возможную проблему. Отверстие даёт возможность врачу смотреть по направлению отражённых лучей.

Медицинский осмотр в русской богадельне Шанкс Эмилия Яковлевна, между 1880–1900

Шанкс Эмилия Яковлевна (01.08.1857–13.01.1936) – англо-русская художница, первая женщина-живописец, принятая в Товарищество передвижных художественных выставок.
Богадельня – в дореволюционной России благотворительное (частное или общественное) учреждение для призрения/призора дряхлых, увечных, неисцелимых нищих и других нетрудоспособных лиц; божий дом, божий приют.

Задача №6
Почему осветительное зеркальце у микроскопа обычно делается вогнутым?

Ответ: Чтобы собрать на исследуемый препарат больше света.

Задача №7
После отражения от выпуклого зеркала лучи идут пучком, параллельным оси зеркала. Как направлены падающие лучи?

Ответ: Лучи падают пучком, сходящимся в направлении главного фокуса зеркала.

Задача №8
Можно ли от выпуклого зеркала получить сходящийся пучок лучей?

Ответ: Нет. Отражённые лучи всегда образуют расходящийся пучок. Поэтому выпуклое зеркало иначе называют рассеивающим зеркалом. Независимо от расположения предмета его изображение в выпуклом зеркале является мнимым, прямым и уменьшенным.

Стеклянный шар La Boule de Verre Альфред Эмиль-Леопольд Стевенс, 1875 год

Альфред Эмиль-Леопольд Стевенс (Alfred Emile Leopold Stevens; 11.03.1823– 29.08.1906) – бельгийский живописец.

Для любознательных: История зеркальных садовых шаров, возможно, берёт своё начало с 13 века; род свой ведёт из Венеции, которая со стародавних времён славилась на весь честной мир своими стеклодувами и зеркальных дел мастерами. Правда только в викторианской Англии зеркальные шары стали востребованным элементом в культуре садовых декораций. Справедливости ради, следует отметить, что шары эти были несколько меньшего размера (значительно меньше шара, изображённого на картине Стевенса) и не устанавливались на треножниках, а развешивались в саду, сродни нынешним новогодним ёлочным шарам :-), однако, предназначены они были не для забавы, а для отпугивания злых духов ;-)

Задача №9
Выпуклые зеркала широко применяются в качестве предметов украшения (бусы, блестящие пуговицы, новогодние ёлочные шары…). Чем объясняется такое предпочтение, оказываемое выпуклым зеркалам перед плоскими и выгнутыми?

Ответ: Выпуклые зеркала разбрасывают свет во все стороны и с любого места кажутся блестящими.

Утро нового года Левченков Александр Михайлович

Левченков Александр Михайлович (1977…) – современный российский художник.

Задача №10
Чтобы лучше видеть, близорукие люди щурят глаза. Как это объяснить?

Ответ: При «диафрагмировании» изображение делается более резким.

Задача №11
В летний солнечный день асфальтовое шоссе кажется блестящим, если смотреть на него вдаль. Почему?

Ответ: Коэффициент отражения заметно возрастает по мере приближения угла падения к прямому.

Задача №12
Почему в свете фар автомобиля лужа на асфальте ночью кажется водителю тёмным пятном?

Ответ: Поверхность лужи отражает свет зеркально. Отражённый свет практически полностью устремляется прочь от водителя; асфальт же, имея шероховатую поверхность, отражает свет диффузно, и поэтому часть света попадает от асфальта в глаз водителя.

Задача №13
Почему хорошо видны фигуры, нарисованные на запотевшем оконном стекле?

Ответ: Запотевшее стекло рассеивает свет и кажется молочно-белым, а в тех местах, где стёрты капельки воды, стекло видно либо тёмным (если фон тёмный – на улице поздний вечер или ночь), либо светлым, либо зеркально блестящим.

Задача №14
Почему мы не видим лица фехтовальщика, если оно закрыто частой сеткой, но она не мешает самому фехтовальщику хорошо видеть окружающие предметы?

Ответ: Снаружи свет проникает сквозь сетку и фехтовальщику хватает этих лучей, чтобы хорошо видеть. Чтобы мы могли увидеть его лицо, нужно, чтобы отражённый луч попал в глаза наблюдателя, а так как сквозь сетку попадает мало лучей на пути туда, и не все отражённые лучи проникают обратно (мешает сетка), и тем более далеко не все из вышедших лучей попадут в глаза наблюдателя, – мы не видим лица фехтовальщика.

Фехтовальщица, заслуженный мастер спорта Ягодина Попова Ирина Николаевна, 1955 год

Попова Ирина Николаевна (31.10.1923–07.07.1988) – советский жанровый живописец, художник-иллюстратор.

Задача №15
Что за маленькие расплывчатые точки, которые иногда усиливаются, а иногда уменьшаются у вас перед глазами?

Ответ: Пятнышки в глазу – это интерференционная картина, вызванная дифракцией света на круглых клетках крови, плавающих прямо перед жёлтым пятном сетчатки (область с повышенным содержанием колбочек). Клетки крови могут попасть в глаз из капилляров, разрушающихся вследствие старения, повышения кровяного давления, ударов. Под действием осмотического давления эти клетки раздуваются в шарики.

Задача №16
Почему вечером человек хуже различает очертания предметов, чем днём?

Ответ: Вечером зрачки у человека расширяются. Но хрусталик – не идеальная линза. Изображения, даваемые различными участками хрусталика, из-за аберрации смещены относительно друг друга. Чем большая часть хрусталика «работает», тем более размытое изображение.

Задача №17
В морозный вечер обратите внимание на радужные кольца вокруг фонарей, если смотреть на них через покрытые морозными узорами стекла (ближе к источнику радужные круги имеют сине-голубой свет, дальше от источника – оранжево-красный). Объясните наблюдаемое. Если человек видит радужные кольца вокруг источников света в чистом воздухе, то доктора считают это признаком помутнения прозрачных сред глаза (начала возникновения катаракты). Почему?

Ответ: Венцы вокруг фонарей объясняются дифракцией света на препятствиях (морозных узорах), соразмерных с длиной волны света. Свет, проходя через неоднородную среду, даёт дифракционную картину.

§ Предлагаю читателям побаловать себя морозной «живописью» – заглянуть на зелёную страничку «Физика вокруг нас: фотоальбом «Морозные узоры на окнах»». Вашему вниманию фотографии в сопровождении занимательно-познавательного материла – статьи из научно-популярного физико-математического журнала «Квант»: «О морозных узорах и царапинах на стекле» (1990 год, №12).

Задача №18
Если из комнаты смотреть на улицу в окно, то можно увидеть огромный дом. Как он помещается в маленьком окне?

Ответ: Размеры окна обеспечивают определённый угол зрения. Дом рассматривается под меньшим углом зрения, поэтому он и виден в окне.

Розы у холодного окна Паула Тьюри, 1900 год За окном дворец эрцгерцога Людвига Виктора и конный памятник фельдмаршалу Карлу Шварценбергу (Австрия, Вена)

Паула Тьюри (Paula Thury; 1858–1922) – австрийская художница.

Задача №19
Посмотрев в ясное небо, вы увидите перед глазами множество движущихся точек. Они имеются всегда, но обычно мы не обращаем на них внимания. Что они собой представляют и почему движутся рывками?

Ответ: Мозг «игнорирует» всякое неподвижное изображение в глазу, сосуды же в сетчатке и их тени неподвижны. Другое дело тени от клеток крови, движущиеся по капиллярам; эти тени видны как прерывисто движущиеся точки.

Задача №20
Если, прищурив глаз, смотреть на нить лампочки накаливания, то нить кажется окаймлённой светлыми бликами. Почему?

Ответ: Имеет место дифракция на щели, образованной веками прищуренного глаза, и на решётке, образованной ресницами.

Задача №21
В глазу собеседника можно увидеть своё изображение в прямом и уменьшенном виде. Как возникает это изображение?

Ответ: Изображение возникает на поверхности роговицы глаза, как в выпуклом зеркале.

Задача №22
Почему человеку, смотрящему вдоль железнодорожного пути, кажется, что: рельсы постепенно сходятся; высота столбов телеграфной линии постепенно уменьшается; далёкие предметы движутся медленнее, чем близкие?

Ответ: Чем дальше предмет, тем под меньшим углом зрения он рассматривается.

§ Подробное решение этой задачи можно найти на зелёной страничке «Физика и художественная литература (Антон Павлович Чехов)».

Доктор на станции Гермашев Михаил Маркианович, 1910 год

Гермашев Михаил Маркианович (13.08.1867–1930) – русский художник-пейзажист, иллюстратор детских книг.

Задача №23
Почему в воде мы видим окружающие предметы весьма неясно?

Ответ: При переходе из воды в глаз лучи мало преломляются и не могут дать резкого изображения на сетчатке глаза.

Задача №24
Почему хрусталик рыбьего глаза имеет почти сферическую форму?

Ответ: Относительный показатель преломления хрусталика рыбьего глаза, находящегося в воде, невелик. Поэтому увеличение оптической силы хрусталика достигается большой кривизной его поверхности.

Для любознательных:
У рыб глаза отличаются плоской роговицей и шаровидным хрусталиком. Аккомодация глаза у рыб достигается благодаря перемещению хрусталика.
В илистых прибрежных водах Бразилии и Центральной Америки обитает удивительная рыба Четырёхглазка (лат. Anableps), которая хорошо видит в как в воде, так и в воздухе. Четырёхглазка, занимающаяся охотой, плавает у самой поверхности, так что её глаза частично выступают из воды. Глаз у четырёхглазки два, но они весьма своеобразны. Роговица и зрачок у этой необычной рыбы разделены на две части горизонтальной перепонкой. Каждый глаз имеет две сетчатки, а хрусталик обладает яйцевидной формой. У той части глаза, которая погружена в воду, участок хрусталика сильно изогнут и имеет большую кривизну, чтобы обеспечивать правильное преломление света в воде. Благодаря такому хитромудрому устройству глаза четырёхглазка видит приближение опасности или добычи одновременно и в воздухе и в воде. Четырёхглазки являются единственными позвоночными, умеющим одновременно видеть под и над водой.

Рыба четырёхглазка Художник: Келейников Андрей Александрович Иллюстрация из книги «Сколько глаз у стрекозы?» Танасийчук Виталий Николаевич Москва: издательство «Малыш», 1986 год

Келейников Андрей Александрович (1924–1995) – советский художник-анималист. Член Союза художников СССР.

Задача №25
Для людей с недостатками зрения изготовляются так называемые бифокальные очки, у которых верхняя часть каждого стекла предназначена для зрения вдаль, а нижняя – для чтения или рассматривания близких предметов. Какие бифокальные очки были бы удобны для дальнозоркого человека?

Ответ: Верхняя половинка каждого стекала таких очков должна представлять собой обыкновенное плоское стекло, а нижняя – специально подобранную для данных глаз собирающую линзу.

Воскресный день Sunday afternoon Карл Иоганн Спилтер, 1905 год

Карл Иоганн Спилтер (Carl Johann Spielter; 1851–1922) – немецкий живописец.

Задача №26
В темноте при быстром движении раскалённого уголька видна красная светящаяся полоска. Как это можно объяснить?

Ответ: Глаз способен сохранять некоторое время зрительное впечатление.

Задача №27
Ночью при свете молний движущиеся тела кажутся остановившимися. Почему?

Ответ: Свет молнии так краток, что движущиеся предметы не успевают сместиться настолько, чтобы глаз заметил это смещение.

Задача №28
Близорукий глаз может различать более мелкие детали (например, читать более мелкий шрифт), чем нормальный глаз. Почему?

Ответ: Близорукий глаз видит близкие предметы под большим углом зрения, чем нормальный глаз.

Задача №29
В каком случае – при дальнозоркости или близорукости – очки увеличивают освещённость зрачка?

Ответ: Увеличивать освещённость может только собирающая линза. Это имеет место в случае дальнозоркости.

Старая пара фермеров, читающая римскую газету Altes Bauernpaar beim Lesen einer römischen Zeitung Винченцо Бусиолано, 1903 год

Винченцо Бусиолано (Vincenzo Busciolano; 1851–1926) – итальянский живописец.

Задача №30
В туман лампа на фонарном столбе кажется висящей выше, чем обычно. Почему?

Ответ: В этом случае мы имеем дело с обманом зрения. Все предметы, которые видны неясно, человек представляет расположенными далеко. Так как угол зрения для фонарной лампы относительно велик, человек мысленно увеличивает размеры лампы и считает лампу висящей высоко.

Задача №31
Как называется вид люминесценции, связанный со свечением живых организмов?

Ответ: Биолюминесценция.

Развёрнутый ответ к этой задаче можно найти на зелёных страничках:
Физика и художественная литература
§ Качественные задачи по физике от Константина Георгиевича Паустовского
Живой свет: глубоководные рыбы (задача №14)
§ Физика и художественная литература: Оптика
Живой свет: светлячки (задача №7)

светящиеся глубоководные рыбы, морские звёзды, креветки…

Фауна абиссали – Глубоководная фауна

Для любознательных:
Абиссаль (от греческого abyssos – бездонный) – зона морского дна, соответствующая глубинам океанического ложа от 3000 до 6000 м. Рельеф абиссальной зоны представлен глубоководными котловинами, подводными хребтами и плато. Абиссаль характеризуется отсутствием дневного света (постоянно находится в вечной темноте), слабой подвижностью вод.

Задача №32
Объясните природу радужной полоски в глазах стрекоз, шершней; переливы оперения птиц – скворцов, сорок, петухов, павлинов; игру красок крыльев бабочек.

Ответ: Яркую, переливающуюся всеми цветами радуги окраску крыльев бабочек, перьев птиц можно объяснить интерференцией света. Если рассматривать под микроскопом крылья бабочек, то можно заметить, что они состоят из большого числа элементов, размер которых имеет порядок длины волны видимого света. Таким образом, крыло бабочки как бы представляет собой своеобразную дифракционную решётку. Радужная полоска видна в глазах стрекоз, шершней и других насекомых. Она образуется благодаря тому, что их сложные глаза состоят из большого числа отдельных «глазков» – фасеток, то есть тоже являются «живыми» дифракционными решётками.
(«Интерференция в живой природе. Биофизика на уроках физики», Цецилия Бунимовна Кац)

Собака на птичьем дворе Der Hund im Geflügelhof Карл Ютц, 1872 год

Карл Ютс (Carl Jutz; 22.09.1838–31.08.1916) – немецкий художник-анималист.

Задача №33
Почему окраска крыльев некоторых птиц и насекомых меняется, если рассматривать их под разными углами?

Ответ: При падении лучей на тонкую плёнку образуются интерференционные полосы равного наклона, положение которых меняется, если смотреть на плёнку под разными углами.


Скворцы Starlings Альфред Эдмунд Брем «Жизнь животных: Птицы»		Британские жуки British beetles Занимательная энтомология 1871 год

Альфред Эдмунд Брем (Alfred Edmund Brehm; 02.02.1829–11.11.1884) – немецкий учёный-зоолог и путешественник, автор знаменитой научно-популярной работы «Жизнь животных».

Задача №34
В безлунную ночь на небе виден зодиакальный свет и противосияние. Зодиакальный свет – это туманный треугольник, который можно наблюдать на западе в течение нескольких часов после захода солнца или на востоке – перед его восходом. Противосияние – это довольно слабое свечение, возникающее в противоположном солнцу направлении. Чем объяснить такие свечения?

Ответ: Эти свечения связаны с рассеянием света космической пылью, поступающей из пояса астероидов. Зодиакальный свет обусловлен пылью, находящейся внутри орбиты Земли. Противосияние – это свет, рассеянный пылью, находящейся за пределами земной орбиты.

Задача №35
Иногда вокруг Солнца или Луны наблюдаются круги (малое Гало). Оно находится обычно на угловом расстоянии в 22° и окрашено изнутри красным, а снаружи – белым или синим цветом. Отчего оно возникает? Правда ли, что Гало считают предвестником дождя?

Ответ: Малое Гало обусловлено преломлением света в падающих кристалликах льда. Главные оси кристаллов, на которых образуется Гало, ориентированы случайным образом в плоскости, перпендикулярной лучу падающего света. Поэтому в любой точке под углом 22° имеются кристаллы, которые ориентированы так, что дают яркий свет. Сильнее всего преломляются синие лучи, поэтому внешняя сторона открашена в этот цвет.
Обычно малое Гало появляется, когда тихая и ясная погода сменяется ветреной, давление воздуха падает, небо делается слегка беловатым, так что солнце светит как бы сквозь матовое стекло. Очертания солнца при этом становятся расплывчатыми, всё вокруг кажется освещённым особенным светом.

Задача №36
Следя во время лунного затмения за перемещением края тени Земли по поверхности Луны, можно видеть, что эта тень имеет круглую форму. Доказательством чего это служит?

Ответ: Это служит доказательством шарообразной формы Земли и прямолинейности распространения света.

Задача №37
Со всех ли точек земной поверхности можно наблюдать происходящее в данный момент лунное затмение? солнечное затмение?

Ответ: Лунное затмение может быть наблюдаемо с любого пункта того полушария Земли, которое в момент затмения обращено к Луне; солнечное же затмение видно в каждый момент времени лишь в области сравнительно небольшой тени, падающей от Луны на поверхность Земли.

Солнечное затмение Solar Eclipse Бенгт Норденберг, 1851 год

Бенгт Норденберг (Bengt Nordenberg; 22.04.1822–18.12.1902) – шведский живописец.

Задача №38
Почему человек никогда не наблюдал кольцеобразное лунное затмение?

Ответ: Лунное затмение происходит тогда, когда на Луну падает тень Земли. Так как диаметр земной тени на расстоянии Луны больше лунного диаметра, то тень Земли покрывает всю Луну или её часть. Поэтому лунное затмение кольцеобразным не бывает. Кольцеобразным затмением может быть только солнечное затмение.

Задача №39
Что увидит космонавт, находясь на Луне, в то время как на Земле будет наблюдаться полное лунное затмение?

Ответ: Космонавт увидит солнечное затмение.

Задача №40
Во время полных лунных затмений Луна немного освещена красным светом. Почему?

Ответ: Луна окрашивается в красноватый цвет лучами Солнца, преломлёнными в земной атмосфере.

§ Об изменчивости и непостоянстве цвета Луны читайте на зелёной страничке «Описание Луны в поэтических произведениях» – увлекательная прогулка по лунной поэзии и живописи.

Задача №41
Почему с Земли небо видно голубым, а с Луны чёрным?

Ответ: Атмосфера Земли рассеивает световые волны голубой части спектра. У Луны нет атмосферы.

Задача №42
Под деревом, покрытым густой листвой, в солнечный день можно видеть круглые светлые пятна. Как они образуются? Какая будет форма пятен в лунную ночь?

Звездочёт Der Astrologe (Sternengucker) Карл Шпицвег

Ответ: Если отверстия в листве достаточно маленькие, образуется подобие камеры-обскуры и на земле от каждого отверстия появляется изображение солнца. Однако из-за наклонного падения солнечных лучей светлые пятна имеют форму не кругов, а эллипсов. При солнечных затмениях на земле под деревьями видны «серпики» – перевёрнутые изображения солнца.
Форма пятен в лунную ночь будет, соответствовать по форме фазе луны – перевёрнутые изображения луны (эллипсы – полная луна; или «серпики» – растущая или стареющая луна).

§ Интересности о растущей и стареющей луне на зелёной страничке «Молодой или старый месяц?» – как запомнить надёжно и безошибочно, куда какой месяц смотрит?

Задача №43
В любой телескоп звёзды видны как светящиеся точки. В чём же преимущество наблюдения звёзд в телескопы перед наблюдением невооружённым глазом?

Ответ: Увеличивается яркость точечного изображения звезды, так как в объектив телескопа попадает больший световой поток, чем в зрачок невооружённого глаза.

Карл Шпицвег (Carl Spitzweg; 05.02.1808–23.09.1885) – немецкий живописец, рисовальщик и иллюстратор.

Задача №44
Почему днём не видно звёзд?

Ответ: Рассеянный атмосферой солнечный свет значительно ярче света звёзд, поэтому звёзды не видны.

Задача №45
Пролетевший на большой высоте самолёт оставляет за собой конденсационный след – белую полосу тумана (мельчайшие капельки воды, образующиеся в результате конденсации водяных паров). Объясните, почему такие полосы оказываются ярко освещёнными даже в вечернее время после захода солнца или утром, задолго до восхода?

Ответ: Конденсационный след находится на большой высоте и освещается лучами солнца, которое уже скрылось за горизонтом.

Задача №46
Почему в воде изображения неба, облаков, деревьев всегда темнее, чем в действительности?

Ответ: Световые лучи отражаются от поверхности воды не полностью, часть их преломляется, проникая в воду. Поэтому отраженные изображения будут темнее, чем в действительности.

Отражения в воде

Пейзаж с рекой в Малороссии Орловский Владимир Донатович, 1883 год

Орловский Владимир Донатович (1842–1914) – украинский художник-пейзажист.

Задача №47
Если поверхность воды колеблется, то изображения предметов в воде принимают причудливые формы. Почему?

Ответ: Колеблющаяся поверхность воды представляет собой ряд вогнутых и выпуклых зеркал самой разнообразной формы, дающих разнообразные изображения.

Отражения в воде

Речка в полдень Остроухов Илья Семёнович, 1892 год

Остроухов Илья Семёнович (20.07.1858–08.07.1929) – русский художник-пейзажист, коллекционер, член Товарищества передвижников.

Предлагаю читателям зелёных страничек заглянуть фотоальбом «Пригороды Курска»
§ Летний фотоальбом: «Река Сейм. Ива» и…
Отражения в воде на полотнах Исаака Левитана
§ Летний фотоальбом: «Река Сейм. Стрекозы» и…
Отражения в воде на полотнах Клода Моне

Задача №48
Почему в мелких местах морская вода имеет зелёный цвет?

Ответ: В мелких местах рассеяние световых волн происходит не столько молекулами воды, сколько более крупными частицами (песок, ил, пузырьки воздуха, живые организмы…), способными рассеивать и более длинные (зелёные) волны.

Встреча рыбаков на берегу Неаполитанского залива Айвазовский Иван Константинович, 1842 год

Айвазовский Иван Константинович (Ованнес Айвазян; 29.07.1817–02.05.1900) – всемирно известный русский художник-маринист, баталист, коллекционер, меценат.

§ Интересности про цвет моря и цвет морской волны читайте на зелёной страничке «Путешествие по зелёному цвету». Её величество геометрическая оптика во всей своей красе ;-) – преломление, рассеивание, отражение… А также репродукции картин Ивана Константиновича Айвазовского :-)

Задача №49
Почему средняя часть дна реки с моста видна, а с берега нет?

Ответ: До наблюдателя, находящегося на мосту, доходят лучи, идущие со дна реки, так как их угол падения меньше предельного. До наблюдателя же на берегу лучи не доходят вследствие явления полного отражения.

Задача №50
Почему розыски подводных лодок или больших косяков рыбы удобно производить с самолёта?

Ответ: При уменьшении угла падения лучей интенсивность отражённых от воды лучей, слепящих человека, уменьшается.

Задача №51
На поверхности реки, озера или моря в направлении Луны видна сверкающая лунная дорожка. Объясните, как она образуется. Можно ли наблюдать лунную дорожку на идеально гладкой спокойной поверхности воды? Почему дорожка всегда направлена на наблюдателя?

Ответ: Дорожка на поверхности воды возникает вследствие отражения света от мелких волн, которые ориентированы в различных направлениях. Поэтому при самых различных положениях наблюдателя отражённые лучи попадают к нему в глаз. Каждый наблюдатель видит «свою» лунную дорожку ;-)

Лунная дорожка

Лунная ночь на реке Каменев Лев Львович, 1870 год

Каменев Лев Львович (1834–1886) – русский живописец-пейзажист.

§ Предлагаю читателям зелёных страничек побаловать себя восхитительными лунными пейзажами на зелёной страничке «Луна в живописи»

Задача №52
Юный рыбак, сидя на берегу озера, видит на гладкой поверхности воды изображение утреннего Солнца. Куда переместится это изображение, если он будет наблюдать его стоя?

Ответ: Удалится от берега.

Задача №53
Аквалангист, плавающий под водой, всегда может видеть рыбака, находящегося на берегу. Рыбак же, сидящий на берегу, лишь в редких случаях может увидеть аквалангиста, плавающего под водой. Почему?

Ответ: Свет, отражённый от аквалангиста при больших углах падения лучей, испытывает полное отражение от границы вода – воздух. Свет же, отражённый от рыбака при любом угле падения, проходит в воду.

Четверг Thursday Джон Сингер Сарджент, 1880 год

Уолтер Денди Садлер (Walter Dendy Sadler; 12.05.1854–13.11.1923) – английский живописец, специализировавшийся на бытовых и характерных, часто комических сценках из XVIII века.

Задача №54
Если стать на горе спиной к солнцу и посмотреть в расстилающийся перед вами густой туман, то можно увидеть радужную каёмку (или замкнутое кольцо) вокруг тени головы. Почему возникает ореол и как в нём расположены цвета?

Ответ: Ореол возникает вследствие обратного (в сторону источника) рассеяния света каплями воды, размеры которых соразмерны длине световой волны. Возвращающийся свет входит в каплю сбоку и сбоку же, но с другой стороны, выходит, претерпев отражение внутри капли, а также обогнув её вдоль поверхности (дифракция). Угол обратного рассеяния зависит от длины волны, поэтому образуются окрашенные кольца; так как угол зависит и от размера капель, то кольца появляются лишь тогда, когда капли не сильно отличаются по размерам.

Задача №55
«Тайфун у берегов Японии», 1893 год. Джек Лондон
«Утро было великолепным, но наш рулевой, взглянув на восходящее солнце, опасливо покачал головой и многозначительно пробормотал: «Красно солнце поутру моряку не по нутру». И правда, солнце выглядело таким зловещим, что несколько резвившихся в небе лёгких кудрявых облаков, словно испугавшись его, куда-то поспешно скрылись…»
Поясните слова рулевого: «Красно солнце поутру моряку не по нутру»? Почему при восходе и особенно закате Солнце играет различными цветами?

Ответ: Надо сказать, что существует много пословиц, в которых красное утреннее небо рассматривается как предостережение дождя. Шекспир писал, что красное утро всегда предвещает бурю полям, а моряку – крушение. Красный цвет солнца предвещает о сильных ветрах, особенно в верхних слоях атмосферы и определяется присутствием в атмосфере сопутствующих дождю пыли и влажности.
Солнечные лучи при закате и восходе проходят большой путь в воздухе. По теории Рэлея, будут рассеиваться синие, голубые и фиолетовые лучи, а проходят лучи красной части спектра. Поэтому Солнце окрашивается в жёлтые, розовые, красные тона, противоположная сторона неба кажется окрашенной в синий с фиолетовым оттенком цвет. Восход даёт более яркую и чистую картину, так как воздух за ночь делается чище.

Красно солнце поутру моряку не по нутру…

Туманное утро в Италии Айвазовский Иван Константинович, 1864 год

Задача №56
Если смотреть на окружающие тела через тёплый воздух, поднимающийся от костра, то они кажутся нам трепещущими. Почему?

Ответ: Показатель преломления воздуха над горящим костром меняется в зависимости от температуры воздуха. Воздух при этом нагревается неравномерно и становится неоднородным. Воздушные слои всё время перемещаются. Воздух над горящим костром нагревается, расширяется и поднимается вверх, а на его место устремляется более холодный воздух. Лучи света в такой неоднородной среде преломляются по-разному, картина всё время меняется – воздух, поднимающийся от костра, дрожит и струится, заставляя окружающие тел

12 Следующая ⇒