Svetelné lúče a vznik tieňa
Prečo je tieň na stene väčší, keď lampu priblížiš k ruke?
Čo sa naučíš
- Zostrojím tieň z priamočiarych lúčov.
- Odliším plný tieň a polotieň.
Experiment
Bodový zdroj na 0,5 m, prekážka vysoká 0,4 m na 1,5 m a tienidlo na 3,5 m dajú tieň vysoký 1,2 m. Rozsiahlý zdroj pridá polotieň. Zbytočné svetlo mimo potrebnej plochy je svetelné znečistenie.
Načítavam simuláciu…
Vyskúšaj
Aký vysoký je tieň bodového zdroja?
Overiť výšku 1,2 m pre zadanú geometriu.
- Nechaj zdroj bodový.
- Nastav vzdialenosti 0,5 m, 1,5 m a 3,5 m a výšku prekážky 0,4 m.
- Prečítaj výšku tieňa.
Výška tieňa je 1,2 m.
Overenie pochopenia
Polotieň vznikne, keď:
Svetelné znečistenie znížiš, keď lampa:
Vysvetlenie
Okraj tieňa leží na priamke od zdroja cez okraj prekážky. Keď tienidlo vzdiališ, tieň narastie. Keď zdroj zväčšíš, uprostred ostane plný tieň a okolo neho polotieň.
V rovnorodom vzduchu ide svetlo po úsečkách. Do tieňa sa žiadny lúč z tohto zdroja nedostane. Pri bodovom zdroji je prechod ostrý. Pri veľkej žiarovke časť tienidla vidí len časť zdroja, preto je tam polotieň. Svietidlo, ktoré svieti do oblohy namiesto na chodník, míňa svetlo a ruší nočné prostredie. Smerovanie lampy nadol tieň a svetlo rozdelí tam, kde ich treba.
Pojmy
- Lúč
- Priamka, ktorou v modeli znázorníme smer šírenia svetla.
- Plný tieň
- Miesto, kam nedopadá svetlo z žiadnej časti zdroja.
- Polotieň
- Miesto osvetlené len časťou rozsiahleho zdroja.
Príklad
Tieň pri slnečnom dni je ostrejší ako tieň pod veľkým mliečnym svietidlom, lebo Slnko je z nášho pohľadu menší zdroj ako blízka lampa.
Čo sa často mýli
- Tieň nie je hmota. Je to neosvetlená plocha.
- Väčší tieň neznamená, že prekážka narástla.
Čo model zjednodušuje
Lúče sa nelámu a neohýbajú. Jas v polotieni model nekreslí spojito.
Vzorce
Výška tieňa vzniká z podobnosti trojuholníkov. V simulácii ju počíta priesečník lúča s tienidlom, všeobecný vzorec do zošita netreba, ak vieš lúč zostrojiť.