سایه و نیم‌سایه

 

سؤال :

این سایه چه واقعیتی را نشان می‌دهد؟

همانطورکه می‌دانید نور به قسمتی که سایه تشکیل شده نمی‌رسد.

حال اگر نور به صورتخط راست منتشر نمی‌شد

 آیا باز هم سایه تشکیل می‌شد؟

درشکل زیر خطی از منبع به یک نقطه از محیط جسمی که در برابر منبع قرار داردکشیده شده است امتداد این خط در پرده مقابل جسم مرز بین سایه و روشنیمی‌باشد.


در نتیجه تشکیل سایه نشان دهنده این واقعیت مهم است که نور به صورت خط راست منتشر می‌شود.

حال می‌خواهیم یک مدل ریاضی برای اندازه سایه بدست بیاوریم. به شکل زیر نگاه کنید:

خطیک ضلع از یک جسمی که در مقابل منبع نور قرار دارد نشان می‌دهد وآن قسمت از سایه جسم می‌باشد که متناظر با خطدر جسم است.

همانطور که می‌بینید دو پرتو نور از منبع نوربه سمت لبه‌هایوازجسم کشیده شده و امتداد آنکه به پرده رسیده نشان دهنده مرز بین تاریکی وروشنی می‌باشد. ما در ترسیم سایه یک جسم همیشه پرتوهایی که به محیط جسممی‌تابد را می‌کشیم و به بقیه پرتوها کاری نداریم. علت آن هم این است کهپرتوهای دیگر، مثلاً پرتویی که به نقطهاز جسم می‌خورد نمی‌تواند از جسم عبور کند و در نتیجه بازتاب می‌کند.

خطبا خطموازی می‌باشد، در نتیجه در مثلثطبق قضیه تالس می‌توان روابط زیر را نوشت:

a'b'/ab = oa'/oa 

شکل زیر سایه حاصل از دست یک انسان که در برابر دو شمع قرار دارد را نشان می‌دهد.

 


تعریف نیمسایه

شمع در مقایسه با دست انسان که درجلوی آن و آن فاصله قرار دارد تقریباً یک منبع نقطه‌ای است. بعنوان مثالستارگان آسمان در مقایسه با فاصله‌ای که از ما دارند را می‌توان بعنوان یکمنبع نقطه‌ای در نظر گرفت. ولی وقتی دو منبع را کنار هم قرار می‌دهیممانند یک منبع گسترده عمل می‌کند و نیم‌سایه تشکیل می‌دهد. بطور مثال یکلامپ مهتابی مثال خوبی از یک منبع گسترده است.

سؤال.

یک قرص منیر به شعاع(تابش‌کننده) بطور موازی با دیوار در فاصلهاز آن قرار دارد و یک قرص کدر به شعاعبین آنها و در فاصلهاز دیوار، موازی با آن قرار گرفته است.

شکل مسئله را رسم کنید و سایه و نیم‌سایه را روی شکل مشخص کنید.

 

                     

 

 

 

 

/ 0 نظر / 54 بازدید