Valgus ja vari

Valgusallikas on valgust kiirgav keha. Nähtavat valgust laias lainepikkuste vahemikus kiirgavad kuumad kehad nagu Päike, tuleleegis hõljuvad tahked osakesed ja hõõglambi hõõgniit. Mida kuumem on keha, seda enam nihkub tema kiirgusmaksimum spektri sinise otsa poole. Kindla lainepikkusega valgus kiirgub aatomites ja ioonides olevate elektronide üleminekul madalamale energiatasemele - kiirgunud valgusosakese energia vastab elektroni energiatasemete vahele. Valgust võib kiirguda ka kiire osakese pidurdumisel aines, keemiliste ja biokeemiliste reaktsioonide käigus ja aine kiiritamisel kõrgema energiaga kiirgusega.

Nähtava valguse heledus sõltub peale silma jõudva valgusenergia hulga ka silma erinevast tundlikkusest erinevatel lainepikkustel. Silma tundlikkuse maksimum on rohelises spektrialas, sõltudes ka valguse intensiivsusest - hämaras nihkub silma tundlikkuse maksimum sinise spektriosa poole.

Punktvalgusallikas - väga väike valgusallikas, valgusallikas mille mõõtmed on palju väiksemad kui valgusallika ja vaatluskoha vaheline kaugus.
Suur valgusallikas - suurem valgusallikas, mille mõõtmed on võrreldavad valguse poolt läbitavate vahemaadega.

Vari tekib, kui valgusele läbimatu ese jääb valguse teele ette. Varju kuju ja mõõtmed sõltuvad valgusallika(te) ja valgust varjava(te) eseme(te) kujust ja mõõtmetest.

Ekraanile tekib ühe punktvalgusallika puhul ainult täisvari, mitme punktvalgusallika või suurema valgusallika korral saab tekkida poolvari. Seda piirkonda ruumis, kuhu üldse valgust ei satu, nimetatakse täisvarju piirkonnaks. Ruumipiirkonda, kuhu satub ainult osade punktvalgusallikate valgus või osa suure valgusallika valgusest nimetatakse poolvarju piirkonnaks.

Mingi keha varju leidmiseks tuleb punktvalgusallika puhul tõmmata sirged jooned, mis puudutavad punktvalgusallikat ja keha serva ning pikendada see ekraanini (nt. seinani). Joonte vahelise ala katab vari.

Kahe punktvalgusallika korral tuleb tõmmata mõlemast jooned: see kus varjud kattuvad on täisvari ja seal, kus ei kattu, on poolvari.

Suurt valgusallikat võime vaadata koosnevana paljudest punktvalgusallikatest.

Suure valgusallika varju joonestamiseks tuleb varju heitva objekti otstesse tõmmata jooned valgusallika ülemisest ja alumisest otsast ning pikendada neid ekraanini. Poolvarju piirkonnast on näha osa valgusallikast, täisvarju piirkonnast valgusallikat näha ei ole.


iDevide ikoon Mõtisklus
Milline on valguse ja varju joonis juhul, mil valgusallikas on valgustatavast kehast oluliselt suurem? (See on täiesti realistlik olukord - näiteks Päike on oluliselt suurem enamikust meile nähtavatest kehadest, mida ta valgustab.) Millise kujuga on sel juhul täisvarju piirkond?
iDevide ikoon Ülesanne 1

Põrandalambi pirn on 1 m kõrgusel põrandast. Lambist 1 m kaugusel seisab poiss pikkusega 1.2 m. Poisi taga, 4 m kaugusel poisist on püstine sein. Kui pikk on poisi vari seina peal?

iDevide ikoon Ülesanne 2
Päikeseketta nurkläbimõõt on 0.5o ja päikeseketta keskpunkt asub 30o kõrgusel horisondist. Leida 15 m kõrguse maja täisvarju ja poolvarju pikkus.