Условие
В солнечный день в квартире светло, но её окно на фоне наружной стены кажется тёмным. Стекло обычное. Объясните наблюдение и исключение, когда окно выглядит ярким.
Решение по шагам
Глаз сравнивает свет, пришедший именно в его направлении. Освещённая наружная стена рассеивает солнечный свет, и часть потока сразу достигает прохожего. Через окно свет сначала входит в комнату. После отражений от мебели, пола и стен часть энергии поглощается; обратно через окно выходит лишь часть рассеянного потока.
Достаточная освещённость внутри поэтому не означает большой яркости окна снаружи. Если светлая стена находится сразу за стеклом, результат может измениться. Ещё одно исключение — солнечный блик: наблюдатель в направлении зеркального отражения видит яркое окно.
Проверка результата
Если заменить комнату глубокой полостью с поглощающими стенками, возвращающийся поток уменьшится. Белый экран сразу за стеклом его увеличит. Оба предельных случая согласуются с объяснением.
Типичная ошибка
Считать причиной затемнённое стекло: в условии оно исключено. Не путайте освещённость поверхности с её яркостью для наблюдателя.
Что даёт этот метод
Разделяйте падающий свет, отражённый поток и направление наблюдения.
Дальше по теме
Физика, химия и астрономия: школьный практикум.
Следующие разборы
- Распад атома на две части: скорость через импульс и энергию
- Масса, тяжесть и вес: центр Земли, Луна и орбита
Условие адаптировано из открытого источника: 37-й Турнир имени М. В. Ломоносова, МЦНМО, задания 2014 года, fizika: задача 1. Решение, объяснение и проверка изложены редакцией damirock.com; это не официальный ключ преподавателя. МЦНМО C0: распространение без ограничений. Вёрстка и обозначения адаптированы; числовые предпосылки указаны в условии.