Прямолінійне розповсюдження світла. Тінь

Закон прямолінійного поширення світла - основа геометричної оптики. Сам закон досить простий і зрозумілий:

У прозорому однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно.

У повсякденному житті ми часто зустрічаємося з пучками світла, які зазвичай називаємо променями: сонячний промінь, промінь світла. Насправді, з точки зору фізики, ми маємо справу з пучками світла, а вони, власне, складаються з променів світла.

А що ж таке промінь? Це відрізок прямої, по якій поширюється світло, що виходить із точкового джерела, тобто такого, розмірами якого можна знехтувати, наприклад, із лазерної указки.

У геометричній оптиці основні теми, у яких фігурує закон прямолінійного поширення світла, - це тіні та півтіні. 

Прямолінійність поширення світла пояснює появу тіні та півтіні при освітленні непрозорих об'єктів. Якщо джерело світла точкове, тобто порівняно з відстанню до об'єкта, що розглядається, настільки мале, що його розмірами можна нехтувати, то утворюватиметься тільки повна тінь:

Вона матиме чіткі краї та обриси предмета, що розглядається. А якщо розміри джерела світла та об'єкта зближуються, з'являється ще й півтінь - місце, куди світло проходить частково:

Доказом цього закону є те, що тінь, яка падає від предмета, завжди геометрично подібна до цього предмета. Тут від фігурки при яскравому сонячному світлі падає тінь, що має ту саму форму: 

А ось тут, при джерелі світла розмірами приблизно рівному фігурці, з'являється ще й півтінь:

Дерево відкидає тінь, довжина якої 10 м, а довжина тіні людини зростом 1,8 м дорівнює 2,4 м. Знайдіть висоту дерева.

Цю задачу можна проілюструвати таким малюнком: