Главная / Физика / Что такое тень с точки зрения физики?

Что такое тень с точки зрения физики?

Куда бы мы ни отправились, за нами всюду следует тень. Утром и вечером она становится длинной, намного больше человеческого роста, а к полудню укорачивается, превращаясь в куцую кляксу под ногами.


Если же зайти в помещение, освещённое газоразрядной лампой, она исчезает совсем. Итак, что такое тень с точки зрения физики?

Тень с точки зрения физики

Поскольку физика имеет дело исключительно с материальными объектами, тень для этой научной дисциплины является оптическим явлением, неразрывно связанным с источником света. Если взять лампу, свечу или другой источник светового излучения, и поместить в его лучи любой непрозрачный объект, то на поверхности предметов, находящихся за этим объектом, возникнет тёмный силуэт, называемый тенью. Тень не существует сама по себе, она всегда появляется, когда физическое тело препятствует попаданию света на другие физические тела.

Контуры тени всегда в определённой степени повторяют контуры объекта, который её образует, но с известным искажением. Теоретически можно получить тень, контуры которой будут полностью идентичны объекту, если расположить объект и плоскость, на которой образуется тень, строго перпендикулярно световым лучам. При этом размер источника света должен повторять размеры объекта, чтобы все лучи света падали на него под прямым углом.

Свойства тени

На практике тень всегда искажает контуры тела, которое её отбрасывает, так как световые лучи падают на него и на плоскости, где образуется тень, под разными углами. Искажения зависят от:

— угла падения света на объект и на поверхность образования тени;

— интенсивности света (чем он ярче, тем визуально гуще тень);

— прозрачности среды прохождения лучей (часть лучей света может рассеиваться, если среда неоднородна по прозрачности – морская вода, матовое стекло и т.д.);

— удалённости источника света от объекта и поверхности;

— расстояния между объектом и поверхностью, на которой образуется тень;

— фактуры поверхности – гладкой, шероховатой, волнистой и т.д.

Изменяя эти факторы, можно изменять очертания тени, делая их чёткими либо размытыми, увеличивать и уменьшать длину тени, её интенсивность от бледно-серой до насыщенно тёмной, а также некоторые другие параметры тени, отбрасываемой объектом.

Взаимодействия теней

Тень не является самостоятельным объектом, поэтому любые взаимодействия между тенями предметов возможны лишь в том случае, когда эти предметы входят в реальное соприкосновение. Даже если расположить источник света под нужным углом, вызвав соприкосновение теней предметов, это никаким образом не отразится на их настоящем местоположении.

Один и тот же предмет может отбрасывать несколько теней, если его освещают несколько источников света. Чем ярче источник, тем гуще будет его тень. Если поместить предмет между двумя источниками света, тень появится лишь с одной стороны, противоположной более мощному источнику световых лучей.

При освещении объекта несколькими одинаковыми источниками света с разных сторон, его тени визуально исчезнут. В то же время, освещённость поверхности вокруг объекта будет различной на разных участках, т.е. там, куда падает тень от одного из источников света, она будет меньше, чем на соседнем участке, где никаких теней нет.

Бестеневые светильники

В ряде отраслей – в медицине, приборостроении, часовой промышленности и др. – крайне важно, чтобы поле деятельности всегда было хорошо освещено. В этих случаях используются бестеневые светильники, световое излучение которых не приводит к образованию теней.

Равномерная освещённость всех поверхностей достигается распределением источников света по всему помещению, а также использованием специальной светорассеивающей и отражающей арматуры. В качестве арматуры используются плафоны из матового стекла, рефлекторы сетчатой и изогнутой формы, обеспечивающие рассеивание световых лучей в разных направлениях. В качестве светоиспускающих ламп используются газоразрядные, галогенные и светодиодные светильники.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: