Как найти угол падения тени

Условие задачи:

В дно водоема глубиной 2 м вбита свая, выступающая из воды на 0,5 м. Найти длину тени от сваи на дне водоема при угле падения лучей 30°.

Задача №10.3.24 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(H=2) м, (h=0,5) м, (alpha=30^circ), (L-?)

Решение задачи:

Из-за того, что луч при переходе из воздуха в воду претерпевает преломление, то длина тени сваи будет короче, чем на воздухе (см. рисунок к задаче). При этом длину тени сваи на дне пруда можно определить как сумму:

[L = {l_1} + {l_2};;;;(1)]

При этом из прямоугольных треугольников можно найти длины (l_1) и (l_2) по следующим формулам:

[left{ begin{gathered}
{l_1} = h cdot tgalpha hfill \
{l_2} = H cdot tgbeta hfill \
end{gathered} right.]

То есть формула (1) примет вид:

[L = h cdot tgalpha + H cdot tgbeta;;;;(2)]

Запишем закон преломления света (также известен как закон преломления Снеллиуса):

[{n_1}sin alpha = {n_2}sin beta]

Здесь (alpha) и (beta) – угол падения и угол преломления соответственно, (n_1) и (n_2) – показатели преломления сред. Показатель преломления воздуха (n_1) равен 1, показатель преломления воды (n_2) равен 1,33.

Тогда:

[sin beta = frac{{{n_1}sin alpha }}{{{n_2}}}]

[beta = arcsin left( {frac{{{n_1}sin alpha }}{{{n_2}}}} right)]

Полученное выражение подставим в формулу (2), тогда:

[L = h cdot tgalpha + H cdot tgleft( {arcsin left( {frac{{{n_1}sin alpha }}{{{n_2}}}} right)} right)]

Задача решена в общем виде, подставим данные задачи в полученную формулу и посчитаем численный ответ:

[L = 0,5 cdot tg30^circ + 2 cdot tgleft( {arcsin left( {frac{{1 cdot sin 30^circ }}{{1,33}}} right)} right) = 1,1;м]

Ответ: 1,1 м.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

10.3.23 В дно пруда вертикально вбита свая так, что она целиком находится под водой. Определите
10.3.25 Высота солнца над горизонтом 60°. Высота непрозрачного сосуда 25 см. На сколько
10.3.26 Кубический сосуд с непрозрачными стенками расположен так, что глаз наблюдателя

Закон отражения света

Принцип Гюйгенса. Принцип Гюйгенса—Френеля

Принцип Гюйгенса. Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло световое возбуждение, является, в свою очередь, центром вторичных волн; поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные волны, указывает положение к этому моменту фронта действительно распространяющейся волны.

Для того чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени $t$, найти ее положение в следующий момент времени $t+∆t$, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Этот принцип справедлив для распространения волн любой природы, хотя Гюйгенсом он был сформулирован именно для световых волн.

Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют.

Принцип Гюйгенса—Френеля — основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности световых.

Принцип Гюйгенса—Френеля является развитием принципа, который ввел современник Ньютона X. Гюйгенс в 1678 г.

О. Френель объединил принцип Гюйгенса с идеей интерференции вторичных волн. Согласно идее Френеля, волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.

Для того чтобы вычислить амплитуду световой волны в любой точке пространства, надо мысленно окружить источник света сферической поверхностью. Интерференция волн от вторичных источников, расположенных на этой поверхности, определяет амплитуду в рассматриваемой точке пространства.

Такого рода расчеты показали, что результат интерференции вторичных волн в точке $B$ от источников, расположенных на сферической поверхности радиуса $R$, оказывается таким, как если бы лишь вторичные источники на малом сферическом сегменте $ab$ посылали свет в точку $B$. Вторичные волны, испускаемые источниками, расположенными на остальной части поверхности, гасят друг друга в результате интерференции. Поэтому все происходит так, как если бы свет распространялся лишь вдоль прямой $SB$, то есть прямолинейно.

Отражение света. Закон отражения света

Большинство окружающих нас предметов видимы глазу не потому, что излучают свет, а потому, что отражают его.

Закон отражения света. Пусть на зеркальную поверхность $MN$ падает луч света $А_1А$. Луч $А_1А$ называется падающим лучом, точка $А$ пересечения этого луча с поверхностью называется точкой падения. Восстановим из точки $А$ перпендикуляр $АЕ$ к поверхности $МN$. Угол $α$ между падающим лучом и перпендикуляром называется углом падения. Пусть луч $А_1А$, отразившись от поверхности, распространяется в направлении $АА_2$ под некоторым углом $γ$. Луч $АА_2$ называется отраженным лучом, а угол $γ$ — углом отражения. Плоскость, в которой лежат луч $А_1А$ и перпендикуляр $АЕ$, называется плоскостью падения.

Закон отражения света гласит:

1. Отраженный луч лежит в плоскости падения.
2. Угол падения равен углу отражения ($α=γ$).

Обратимость направления световых лучей. Если падающий луч направить вдоль $А_2А$, то он отразится вдоль направления $АА_1$. В этом заключается принцип обратимости хода лучей света. Он также является одним из основных положений геометрической оптики и используется при построении оптических изображений.

Закон отражения можно вывести с помощью принципа Гюйгенса.

Пусть плоская волна, обозначенная лучами $А_1А$ и $В_1В$ и плоской волновой поверхностью $АС$, падает на зеркальную плоскость $МN$ под некоторым углом $α$. Различные участки волновой поверхности $АС$ достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке $А$ начнется на время $∆t={CB}/{υ}$ (где $υ$ — скорость волны) раньше, чем в точке $В$.

В момент, когда волна достигнет точки $В$ и в этой точке начнется возбуждение колебаний, вторичная волна с центром в точке $А$ будет представлять собой полусферу радиусом $r=AD=υ∆t=CB$. Изменение радиусов вторичных волн от точек, лежащих между точками $А$ и $В$. Плоскость $DB$ — огибающая вторичных волн, касательная к сферическим поверхностям. $DB$ — волновая поверхность отраженной волны. Отраженные лучи $АА_2$ и $ВВ_2$ перпендикулярны волновой поверхности $DB$; $γ$ — угол отражения.

Так как $AD=CB$ и треугольники $ADB$ и $АСВ$ прямоугольные, то $∠DBA=∠CAB$. Но $α=∠CAB$ и $γ=∠DBA$ как углы с перпендикулярными сторонами. Следовательно, угол отражения равен углу падения:

$α=γ$

Кроме того, из построения Гюйгенса вытекает, что падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости, что и требовалось доказать.

Построение изображений в плоском зеркале

Оптическое изображение

Оптическое изображение — это картина, получаемая в результате прохождения через оптическую систему лучей, распространяющихся от объекта, и воспроизводящая его контуры и детали.

Под оптической системой понимают совокупность оптических деталей — линз, призм, зеркал, плоскопараллельных пластинок, скомбинированных определенным образом для получения оптического изображения или для преобразования светового потока, идущего от источника света.

Оптический объект (предмет, который мы хотим изобразить с помощью оптической системы) представляет собой совокупность точек, светящихся собственным светом (т. е. излучающих) либо отраженным светом.

Для того, чтобы изображение максимально соответствовало объекту (было качественным), необходимо, чтобы лучи света, исходящие из какой-либо точки объекта, после преломлений и отражений в оптической системе вновь сходились в одной точке, которая и является изображением точки объекта. Это возможно лишь тогда, когда точка объекта находится на небольшом расстоянии от оси оптической системы, например, линзы, так, что лучи, исходящие из предмета и участвующие в его изображении, находятся в так называемой параксиальной (приосевой) области оптической системы. Оптическая система, в которой точка изображается точкой, т. е. без искажений, и все пропорции предмета передаются правильно, называется идеальной оптической системой.

Применение законов геометрической оптики дает возможность получить изображение любой точки, находящейся в параксиальной области, без искажений.

Оптические изображения делятся на действительные и мнимые.

Под действительным изображением понимают такое, которое получается в результате пересечения реальных (действительных) лучей, вышедших из оптической системы (т. е. сходящихся лучей, пересекающихся в точке изображения). Примером такого изображения является изображение, получающееся на фотопленке.

Мнимым изображением называется изображение, получающееся в результате воображаемого пересечения расходящихся лучей, вышедших из оптической системы. Такое изображение нельзя получить на экране либо фотопленке. Глаз, тем не менее, увидит его в месте мнимого пересечения лучей. Мнимое изображение может служить источником света для дальнейшего построения действительного изображения другой оптической системой, которое затем можно зафиксировать, например, на фотопленке.

Примером мнимого изображения является всем знакомое изображение предметов в зеркале.

Построение изображения в плоском зеркале

Пусть на плоское зеркало падает пучок лучей $SO, SO_1; SO_2$ из точечного источника $S$. После отражения в зеркале в глаз человека попадает расходящийся пучок лучей. Если теперь продолжить каждый из отраженных лучей за зеркало, то они пересекутся в одной точке $S_1$; которая и является мнимым изображением точки $S$. То, что лучи действительно пересекутся в одной точке, легко доказать, используя закон отражения света и теоремы геометрии, как и то, что $S_1O=SO, S_1O_2=SO_2, S_1O_3=SO_3$.

Отсюда следует, что правила построения предмета в зеркале сводятся к следующему: из точки $А$ предмета (в данном случае это стрелка $АВ$) опускают перпендикуляр на плоскость зеркала; на продолжении этого перпендикуляра за зеркалом на точно таком же расстоянии откладывают точку $А_1$; точно так же поступают с точкой $В$. Затем соединяют точки $А_1$ и $В_1$. Стрелка $А_1В_1$ и будет мнимым изображением стрелки $АВ$.

Из вышеизложенного следует, что изображение предмета в плоском зеркале симметрично предмету относительно плоскости зеркала. Последнее означает, что оно является мнимым, прямым (т. е. не перевернутым), равным по размеру самому предмету и находится на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним.

Закон преломления света

Преломление света — это изменение направления распространения светового луча при его прохождении через границу раздела двух прозрачных сред.

Луч $А_1А$, падающий на границу раздела $МN$ двух однородных сред; преломленный луч $АА_2$; перпендикуляр к плоскости раздела, проходящий через точку падения луча $А$. Угол $α$ называется углом падения, угол $β$ — углом преломления. Преломление света подчиняется определенным законам.

1. Луч падающий и луч преломленный лежат в одной плоскости с нормалью, проведенной к границе раздела двух сред в точке падения луча. Плоскость эта называется плоскостью падения.

2. Угол падения и угол преломления связаны соотношением:

${sinα}/{sinβ}=n$

где $n$ — постоянная, не зависящая от углов $α$ и $β$.

Величина п называется показателем преломления и зависит лишь от свойств обеих сред, через границу раздела которых проходит свет.

Закон преломления, выраженный соотношением ${sinα}/{sinβ}=n$, называется законом Спелля (Снеллиуса).

Закон преломления света выводится с помощью принципа Гюйгенса. Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в этих средах. Пусть плоская волна, обозначенная лучами $А_1А$ и $В_1В$ и плоской волновой поверхностью $AС$, падает на зеркальную плоскость $МN$ под некоторым углом $α$. Различные участки волновой поверхности $АС$ достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке $А$ начнется на время $∆t={CB}/{υ_1}$ (где $υ_1$ — скорость волны в первой среде) раньше, чем в точке $В$. В момент времени, когда вторичная волна в точке $В$ только начнет возбуждаться, волна от точки $А$ во второй среде уже имеет вид полусферы радиусом $AD=υ_2·∆t$, где $υ_2$ — скорость света во второй среде. Волновая поверхность преломленной волны (от центров, лежащих на границе раздела двух сред) в этот момент времени представлена плоскостью $BD$ — касательной к волновым поверхностям всех вторичных волн во второй среде.

Угол падения $α$ луча равен $∠CAB$ в треугольнике $АВС$ (стороны одного угла перпендикулярны сторонам другого). Следовательно,

$CB=υ_1∆t=ABsinα$

Угол преломления $β$ равен углу $ABD$ треугольника $ABD$. Поэтому

$AD=υ_2∆t=ABsinβ$

Разделив почленно $R_n=R+r_1+r_2+r_3$ на $I=I_1+I_2$, получим

${sinα}/{sinβ}={υ_1}/{υ_2}=n$

где $n$ — постоянная величина, не зависящая от угла падения.

Из построения видно, что луч падающий и луч преломленный лежат в одной плоскости с нормалью, проведенной к границе раздела двух сред в точке падения луча. Это утверждение вместе с выражением $U=U_1=U_2$ представляет собой закон преломления света.

Таким образом, из принципа Гюйгенса не только выводится закон преломления света, но и раскрывается физический смысл показателя преломления: он равен соотношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление.

Абсолютный и относительный показатели преломления

Показатель преломления (коэффициент преломления) — это оптическая характеристика среды, связанная с преломлением света на границе раздела двух прозрачных, оптически однородных и изотропных сред при переходе из одной среды в другую и связанная с различием скоростей распространения света $υ_1$ и $υ_2$ в этих средах.

Величина показателя преломления, равная соотношению этих скоростей $n_{21}={υ_1}/{υ_2}$, называется относительным показателем преломления. Если свет падает на первую или вторую среду из вакуума, где скорость распространения света равна $с$, то показатель преломления называется абсолютным показателем преломления и равен $n_1={c}/{υ_1}$ или $n_2={c}/{υ_2}$ соответственно. Относительный показатель преломления при переходе из первой среды во вторую связан с абсолютными показателями преломления этих сред соотношением $n_{21}={n_2}/{n_1}$, и закон преломления ${sinα}/{sinβ}=n$ может быть записан в виде

$n_{1}sinα=n_{2}sinβ$

где $α$ и $β$ — углы падения и преломления соответственно.

Среда, в которой скорость света больше, называется оптически менее плотной. Таким образом, при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную $n > 1$, т. е. угол преломления меньше угла падения, и наоборот.

Абсолютный показатель преломления зависит от природы и строения вещества, его агрегатного состояния, температуры, давления, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления данной среды зависит от длины волны света.

Изложенные выше закономерности поведения света на границе двух сред относятся к монохроматическому свету (свету одной определенной частоты, или одного цвета). Было установлено, что частота электромагнитных колебаний при прохождении волны из первой среды во вторую, остается неизменной: $ν_1=ν_2$, а вот скорость распространения волны меняется, что и означает изменение показателя преломления. В более плотных средах скорость света меньше, чем в менее плотных, а абсолютный показатель преломления — больше. Поскольку частота, скорость и длина волны связаны известным соотношением, то с учетом вышесказанного легко показать, что

$n_{1}λ_1=n_{2}λ_2$

где $λ_1$ и $λ_2$ — длины волн света в средах $1$ и $2$ соответственно.

Зависимость показателя преломления от цвета (длины волны) называется дисперсией. Подробнее о ней будет сказано далее.

Для большинства прозрачных жидкостей и твердых тел показатель преломления в видимой области в среднем равен $1.5$. Абсолютный показатель преломления воздуха для желтого света при нормальных условиях равен $∼1.000292$. Поэтому показатели преломления различных веществ рассматривают относительно воздуха.

Как падает тень от солнца по сторонам света: основные принципы и применения

Тень — результат воздействия света на объект. Яркое солнечное светло создает тени, что делает солнце идеальным источником для их изучения. В этой статье мы поговорим о том, как падает тень от солнца по сторонам света.

Основные принципы:

Прежде чем говорить о том, как тень падает по сторонам света, давайте рассмотрим некоторые фундаментальные принципы получения тени.

• Тень — это зона отсутствия света, созданная объектом, блокирующим свет, таким как человек, дерево или здание.
• Форма тени будет зависеть от формы объекта, создающего тень и расстояния между объектом и источником света.
• Угол падения света — это величина, которую нужно учитывать при получении тени.
• При рассмотрении тени необходимо учитывать положение источника света.

Падение тени по сторонам света:

Мы все знаем, что солнце восходит на востоке и садится на западе, но как же это влияет на тень, создаваемую объектом?

Приближаясь к полудню, солнце будет находиться на наибольшей высоте, и это означает, что угол падения света наискосок. В этот момент тень, создаваемая объектом, будет направлена прямо за него — южнее.

До и после полудня, наклон солнечных лучей будет уменьшаться, что приведет к тому, что тень, создаваемая объектом, будет двигаться в сторону запада. Только когда солнце начинает зависать над горизонтом, тень пойдет в сторону востока.

Падение тени в направлении запада связано с направлением света от востока к западу, в сочетании с формой объекта, создающего тень.

Применение:

Познание того, как падает тень по сторонам света, имеет много применений, от фотографии до архитектуры.

Фотографы используют падение тени для создания эффектов, управления освещением и подчеркивания формы объекта. Архитекторы могут использовать знание падения тени для определения лучшего расположения здания и ориентации дома для получения максимального естественного света.

Заключение:

Тень — феномен, который мы видим каждый день, но многие из нас не задумываются о том, как она образуется. Знание того, как падает тень по сторонам света, может быть полезным на практике и помочь в создании уникальных образов и архитектурных проектов.

«Солнечный свет является идеальным инструментом для изучения тени.»

Как падает тень от солнца по сторонам света

Тень – это результат препятствования световым лучам распространяться на определенную поверхность. Первоначальный источник тени – свет. В данной статье мы изучим, как падает тень от солнца по сторонам света.

Воздействие солнечного света на землю

Свет солнца – это электромагнитное волны, которые падают на землю со скоростью света. Солнечный свет может быть разделен на три основных части:

• Инфракрасный – это длинноволновая энергия, которая переносит тепло.
• Ультрафиолетовый – это коротковолновая энергия, представляющая угрозу для здоровья людей и животных.
• Видимый – это энергия, которую видят люди и которая создает свет.

Тень формируется, когда объект препятствует свету попадать на поверхность.

Как падает тень

Тень зависит от направления, из которого свет падает на объект. Если световой луч падает из центра солнца, тень будет направлена напрямую от объекта, который оставляет тень. Однако, если световой луч падает на объект с другого угла, то тень изменит свое положение.

Тень от солнца ползет с запада на восток, так как солнце движется от востока на запад. Тень достигает наибольшей длины утром и вечером, когда солнце находится низко над горизонтом. В середине дня тень наименьшая, так как солнце находится прямо над нами.

Если объект находится на южной стороне, его тень будет направлена на север. Если он находится на северной стороне, тень будет направлена на юг. Тень от объекта находится всегда на обратной стороне от солнца.

Влияние времени года на тень

Солнце не остается на одном месте на протяжении всего года. Как солнце движется по эллиптической орбите вокруг земли, угол, под которым падают лучи солнца, изменяется в зависимости от времени года. Для этой причины, тень от объекта будет менять свое положение в зависимости от времени года и местности, которую вы находитесь.

Заключение

Тень – это результат препятствования свету распространяться на определенную поверхность. Тень формируется, когда объект препятствует свету попадать на поверхность. Тень зависит от направления, из которого свет падает на объект. Тень от солнца ползет с запада на восток и изменяет свое положение в зависимости от времени года и местности, в которой вы находитесь.

“Тень – это неизбежный результат присутствия света.”

Как падает тень от солнца по сторонам света

Солнечный свет – основной источник света на Земле. Он может играть важную роль в нашей жизни и оказывать воздействие на различные аспекты нашего здоровья. Одним из таких аспектов является тень, которая образуется от объектов, находящихся на пути солнечных лучей. Как именно падает тень от солнца по сторонам света? В статье мы ответим на этот вопрос.

Что такое тень?

Тень – это затемненная область, которая образуется, когда объект блокирует часть света от источника. Источником света обычно является солнце, а объектом – любой предмет на Земле. Когда свет падает на объект, он либо отражается, либо преломляется, либо поглощается. Если объект блокирует все свет, образуется темная область, позади которой находится тень.

Как падает тень от солнца?

Солнце находится в центре нашей солнечной системы и излучает свет и тепло на Землю. Когда свет падает на объект, он создает тень на земле. На то, как падает тень от солнца, влияет положение солнца на небе в течение дня и в течение года.

Наиболее распространенное время для образования тени на Земле – это в течение дня. В течение дня Солнце движется по небу, изменяя свое положение от восхода до захода на горизонте. Когда Солнце находится на небе в самом высоком положении, его лучи падают перпендикулярно к поверхности Земли. В этом случае тень от предмета — например, человека, дерева или здания — выпадает в направлении противоположном от Солнца.

В других частях дня, когда Солнце расположено более низко на небе, его лучи падают на Землю под определенным углом. В этом случае тень выпадает в направлении, соответствующему положению Солнца на небе: квартирный дом блокирует свет от солнца, и его тень падает в направлении запада во время заката.

Как солнце влияет на направление тени?

Направление тени зависит от того, на какой стороне объекта находится источник света. Когда солнце находится на Западе, тени проецируются восточнее объекта. Когда солнце находится на Востоке, тени проецируются западнее объекта.

Как варианты освещения влияют на тень?

Варианты освещения могут изменить направление и видимость тени. Например, искусственный свет, создаваемый фонарями или другими источниками, может изменить направление тени, несмотря на положение Солнца на небе. Как и при облачной погоде: если на небе много облачков, то направление и видимость тени будут меняться в течение дня.

Вывод

Тень – это затемненная область, которая образуется, когда объект блокирует часть света от источника. На то, как падает тень от солнца, влияет положение солнца на небе в течение дня и в течение года. Направление тени зависит от того, на какой стороне объекта находится источник света, а варианты освещения могут изменить направление и видимость тени.

• Тень – это затемненная область, которая образуется, когда объект блокирует часть света от источника.
• Солнце находится в центре нашей солнечной системы и излучает свет и тепло на Землю.
• Направление тени зависит от того, на какой стороне объекта находится источник света.
• Варианты освещения могут изменить направление и видимость тени.

Тень – один из способов, которыми Солнце влияет на нашу жизнь. Изучение ее форм и положения может помочь в более глубоком понимании работы нашей солнечной системы и изменений, которые происходят вследствие ее движения.

Особенность визуального восприятия человека состоит в определении формы и размера предмета в зависимости от степени его освещенности. Светотень в рисунке создает иллюзию трехмерного пространства на двухмерной поверхности с помощью светлых и темных форм. Так как свет, попадая на объект, распределяется неравномерно и под разными углами, степень освещенности различных его сторон также сильно различается. Светотень в рисунке – это совокупность объективных условий, на основе которых на поверхности предмета возникает градация светлых и темных оттенков света. Создавать реалистичные изображения можно, лишь научившись понимать и видеть, как распределяется свет и тень по форме предмета в окружающем мире. От правильной работы со светотенью в рисунке зависит восприятие массы, объема, расположения объекта. Но одного этого недостаточно – также важна и практика. Начните с изучения основных составляющих светотени в рисунке карандашом, но не останавливайтесь на этом – продолжайте рисовать, совершенствуя свои навыки.

Светлая и темная сторона объекта

Предмет всегда делится на две большие части: зона света и зона тени. Зона света или светлая сторона – часть предмета, расположенная ближе к источнику света и принимающая на себя большую часть освещения. У плоского объекта тень отсутствует. Создавая рисунок, художник должен сразу же определить, где будет находиться самая светлая часть предмета, а где – самая темная. Белизна бумаги и самый насыщенный тон карандаша – это две предельные точки для тональной растяжки. Бывает растяжка контрастная, когда берется очень светлый и очень темный тон. При нюансной растяжке берется два очень близких тона. В хорошей работе всегда есть только одно место, где есть точка максимально светлая и одна – максимально темная. Это камертоны света. Все остальное – растяжка. Освещенность зависит от угла падения света – чем меньше угол, тем меньше света попадает на поверхность.

Насыщенность светотени

Насыщенность различается в зависимости от структуры поверхности и количества света, который на нее попадает. Если несколько объектов находятся на разном расстоянии от источника света, светотень в рисунке будет изменяться в зависимости от их удаленности. К тому же свет может быть рассеянным и концентрироваться в одной точке. В первом случае контрасты будут более выраженными и отчетливыми. Близко расположенные предметы обладают более контрастной светотенью, чем те, что находятся в отдалении. Из-за особенностей человеческого восприятия различные по цвету объекты и их светотень тоже могут визуально отличаться.

Полутень и ее особенности

На предметах округлой формы в зоне соприкосновения с косыми лучами света образуется плавный переход от светлой части к темной, являющийся промежуточным состоянием между светом и тенью – полутень. Именно в этой зоне можно увидеть собственный тон предмета. На предметах, в основе которых лежат четкие прямоугольные формы, эта зона выделяется отдельно и находится между светлой и темной сторонами. Граница светотени зависит от формы предмета и может выглядеть очень по-разному. Обычно она нечеткая и состоит из градаций тона.

Что такое зона тени?

Зона тени или темная сторона – часть предмета напротив источника света. Собственная тень – место, на которое не попадает освещение. Существует еще и падающая тень – это самая темная зона, она образуется на поверхностях. В зависимости от расположения источника, она может попадать на плоскость, где находится предмет, фон или другие предметы. Ее форма зависит от самого предмета и может меняться из-за структуры поверхности, на которую она направлена. Особенность падающей тени в том, что она всегда немного темнее, чем собственная. Так как свет может отражаться от соседних предметов, то структура у нее неоднородна. У падающей и собственной тени необязательно должны быть четкие границы – они состоят из плавных переходов тона. Свет, отражающийся от поверхности предмета, частично высветляет теневую часть и создает рефлекс. Рефлекс – это своеобразная подсветка тени, но он всегда светлее нее и темнее света. На краю формы всегда будет такая зона. Рефлекс присутствует и на стороне объекта, которая расположена ближе к источнику света, но там он менее заметен, а в зоне тени становится более активным. Сама тень не является сплошным пятном с одинаковым тоном. Работа с ней в рисовании – это особое искусство.

Светлая сторона объекта и ее составляющие

Из каких частей на рисунке со светотенью будет состоять светлая сторона? Место, куда попадает и от которого отражается максимальное количество света, называется бликом. Наиболее ярко он выражен на глянцевых и выпуклых поверхностях. Далее свет будет как бы угасать, и снижать интенсивность до тех пор, пока не уйдет в зону полутени. Медленный переход от одного оттенка к другому называется градацией. Многое зависит от количества света и от отражающей поверхности. Но в любом случае движение тона по форме будет плавным, а не с резкими переходами. Правильная тоновая растяжка – именно то, что помогает передать в рисунке светотень. Свет постепенно будет переходить в теневую зону, после которой возникнет рефлекс. Стоит отметить одну особенность – при работе со светотенью линии предмета исчезают. Все переходы между светлой и темной стороной предмета создается при помощи тоновой растяжки.

Законы светотени в рисунке

Для того чтобы проследить развитие света и тени на форме, создадим эскиз сферы. Вы можете выбрать объекты самостоятельно, скомпоновав их на листе произвольным образом, но проще начать с округлой формы. Проведем линию горизонта и наметим на листе круг. Выберем направление света, отметив его на листе. Затем на окружности проведем приблизительную границу разделения света и тени. Помните, что на финальном этапе работы все линии исчезнут. Определив угол падения света, отметим примерное расположение падающей тени. Правильное определение источника света – одна из основ светотени в рисунке.

Рисунок со светотенью пошагово

Теперь нанесем на шар средний тон – он не должен быть слишком темным или слишком светлым, иначе будет сложно сделать плавную тоновую растяжку. Если начать со среднего тона, на рисунке не будет белых пятен, можно будет просто добавлять тон и менять градацию в сторону более темного или светлого оттенка. Затем создадим собственную и падающую тень. Добавляем тон выше линии горизонта. Горизонтальная поверхность, на которой находится шар, должна быть более светлой, чем вертикальная. Теперь создаем градацию от теневой к светлой стороне. Этот переход должен быть мягким, с плавной градацией по окружности. На пятом шаге затемним глубину падающей и собственной тени. Не забывайте о рефлексе и создайте иллюзию отражения света у основания сферы. На финальном этапе наметьте блик на стороне, которая находится ближе всего к источнику света. Помните, что не нужно создавать градацию до чисто белого цвета. Если все сделать правильно, линии, нанесенные на первом шаге, должны исчезнуть, а объем будет передаваться только за счет изменения глубины тона.

Работа со светом и тенью: заключение

Разобравшись с тем, как создается светотень на простой форме, будет легче понять и то, как это происходит и с более сложными объектами. Однотонный круг без тени воспринимается как плоский. Но стоит добавить хотя бы две тени: собственную и падающую, и восприятие тут же меняется. Блик, полутень, рефлекс добавляют плоскому кругу объемности и придают ему эффект трехмерного пространства. Основа светотени в рисунке карандашом – это тоновая растяжка. В процессе создания рисунка важно помнить о том, что в зависимости от структуры поверхности, цвета и степени отдаленности от источника света градация тона будет различаться. Глянцевые ровные предметы со светлой поверхностью лучше отражают свет, и построение светотени на них будет отличаться от матовых и затемненных. Работа в тоне подразумевает отсутствие линии. Если что-то темнее, а что-то светлее – появляется тон.

Есть вопросы?
Готовы ответить=)

Полезное