نمونه هایی از پدیده های نوری پدیده های نور در طبیعت زنده

اولین مشکل به انتشار مستقیم نور در یک محیط شفاف همگن اختصاص دارد.

قانون اول اپتیک هندسی: در یک محیط شفاف همگن، نور به صورت مستقیم پخش می شود.

ارتفاع درخت 21 متر است. قد هر فرد 1.75 متر است. سایه انداخته شده توسط شخص 3 متر است. طول سایه ای که درخت ایجاد می کند را تعیین کنید.

راه حل مسئله (شکل 1)

برنج. 1. تصویر برای مشکل

راه حل مسئله به شباهت مثلث ها مربوط می شود.

جواب: 36 متر

مشکل دوم مربوط به قانون بازتاب است.

اگر دو آینه مسطح را به موازات یکدیگر قرار دهیم و یک شمع روشن بین آنها قرار دهیم، چند تصویر می توانیم مشاهده کنیم؟

راه حل مشکل

بیایید ببینیم که چگونه یک تصویر در آینه های تخت ایجاد می شود (شکل 2).

برنج. 2. تصویر برای مشکل

بیایید به آینه سمت چپ نگاه کنیم. در آن یک تصویر مجازی از یک منبع نور دریافت خواهیم کرد که در همان فاصله منبع نور قرار دارد. در آینه سمت راست بازتاب یکسانی داریم. سپس در آینه سمت چپ تصویری از انعکاس و در آینه سمت راست تصویری را می بینیم که در ابتدا وجود داشت. این استدلال را می توان تا بی نهایت ادامه داد.

مشکل بعدی مربوط به قانون شکست است.

فاصله کانونی لنز جمع کننده 20 سانتی متر است قدرت نوری این لنز را تعیین کنید.

بیایید از سیستم SI استفاده کنیم:

F = 0.2 متر

توان نوری نسبت یک به فاصله کانونی لنز است.

جواب: 5 دیوپتر

اگر قدرت نوری منفی داشته باشیم، در این صورت در مورد یک لنز واگرا صحبت می کنیم.

مشکل بعدی مسیر پرتوها در یک عدسی را در نظر می گیرد.

برنج. 3. تصویر برای مشکل

دو تصویر در محور نوری اصلی وجود دارد (شکل 3). یک تصویر جسمی است که بر محور اصلی نوری عمود است. تصویر دوم یک تصویر معکوس از جسم است که بر محور نوری اصلی نیز عمود است.

باید مشخص شود که عدسی همگرا در کجا قرار دارد و کانون آن کجاست.

راه حل مشکل

برنج. 4. تصویر برای مشکل

بیایید پرتو را از بالای جسم به بالای تصویر A1 هدایت کنیم (شکل 4). در این حالت پرتو از مرکز نوری عبور خواهد کرد. یعنی در جایی که پرتو با محور نوری اصلی تلاقی می کند، یک عدسی وجود خواهد داشت.

برای به دست آوردن فوکوس، یک پرتو را از همان نقطه موازی با محور نوری اصلی هدایت می کنیم. به عدسی می رسد، شکسته می شود و طوری می گذرد که به نقطه هم می خورد. جایی که پرتو شکسته محور نوری اصلی را قطع می کند کانون عدسی است.

شما یاد گرفتید که مسائل مربوط به موضوع "پدیده های نور" را حل کنید و قوانین اصلی اپتیک هندسی را تکرار کردید.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Gendenshtein L.E.، Kaidalov A.B.، Kozhevnikov V.B. /اد. Orlova V.A., Roizena I.I. فیزیک 8. - M.: Mnemosyne.
2. پریشکین A.V. فیزیک 8. - M.: Bustard، 2010.
3. Fadeeva A.A.، Zasov A.V.، Kiselev D.F. فیزیک 8. - م.: اشراق.

مشق شب

1. در یک روز آفتابی، ارتفاع سایه یک خط کش عمودی متر 50 سانتی متر و سایه درخت 6 متر است. ارتفاع درخت چقدر است؟
2. فاصله کانونی سه لنز به ترتیب 1.25 متر، 0.5 متر و 0.04 متر است.
3. با استفاده از یک لنز، یک تصویر معکوس بزرگ شده از یک شعله شمع به دست آمد. شمع نسبت به لنز کجا قرار داشت؟

1. پورتال اینترنتی Tepka.ru ().
2. پورتال اینترنتی Multiurok.ru ().
3. پورتال اینترنتی Infourok.ru ().

توجه! مدیریت سایت مسئولیتی در قبال محتوای پیشرفت های روش شناختی و همچنین برای انطباق توسعه با استاندارد آموزشی ایالتی فدرال ندارد.

• شرکت کننده: ماکسیمووا آنا آلکسیونا
• رئیس: گوساروا ایرینا ویکتورونا

هدف کار -با مطالعه پدیده های نور و خواص نور از طریق آزمایش، سه ویژگی اصلی نور را در نظر بگیرید: صافی انتشار، انعکاس و شکست نور در محیط های با چگالی های مختلف.

وظایف:

1. تجهیزات را آماده کنید.
2. آزمایشات لازم را انجام دهید.
3. نتایج را تجزیه و تحلیل و مستند کنید.
4. نتیجه گیری کنید.

ارتباط

در زندگی روزمره ما دائماً با پدیده های نور مواجه می شویم و عملکرد بسیاری از مکانیسم ها و دستگاه های مدرن نیز با خواص نور مرتبط است. پدیده های نور به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی مردم تبدیل شده اند، بنابراین مطالعه آنها مرتبط است.

آزمایش‌های زیر ویژگی‌های نور مانند صافی انتشار، بازتاب و شکست نور را توضیح می‌دهند.

برای ارائه و توصیف آزمایش‌ها، سیزدهمین نسخه کلیشه‌ای کتاب درسی A. V. Peryshkin «فیزیک. کلاس هشتم." (Bustard، 2010)

ملاحضات امنیتی

دستگاه های الکتریکی درگیر در آزمایش کاملاً عملیاتی هستند، ولتاژ روی آنها از 1.5 ولت تجاوز نمی کند.

تجهیزات به طور پایدار روی میز قرار می گیرند، نظم کار حفظ می شود.

در پایان آزمایش‌ها دستگاه‌های الکتریکی خاموش و تجهیزات خارج شدند.

آزمایش 1. انتشار مستقیم نور. (ص 149، شکل 120)، (ص 149، شکل 121)

هدف از تجربه- درستی انتشار پرتوهای نور در فضا را با استفاده از یک مثال واضح ثابت کنید.

انتشار مستطیلی نور خاصیت آن است که ما اغلب با آن مواجه می شویم. با انتشار مستقیم، انرژی منبع نور بدون خم شدن در اطراف آن به هر جسمی در امتداد خطوط مستقیم (پرتوهای نور) هدایت می شود. این پدیده می تواند وجود سایه ها را توضیح دهد. اما علاوه بر سایه ها، قسمت های نیمه روشن نیز وجود دارد. برای اینکه ببینیم در چه شرایطی سایه ها و نیم سایه ها تشکیل می شوند و نور چگونه منتشر می شود، آزمایشی انجام دهیم.

تجهیزات:یک کره مات (روی یک نخ)، یک ورق کاغذ، یک منبع نور نقطه ای (چراغ قوه جیبی)، یک کره مات (روی یک نخ) با اندازه کوچکتر که منبع نور برای آن نقطه نخواهد بود، یک ورق کاغذ ، سه پایه برای محکم کردن کره ها.

پیشرفت آزمایش

تشکیل سایه

1. بیایید اجسام را به ترتیب مرتب کنیم: چراغ قوه - کره اول (بر روی سه پایه ثابت شده) - برگ.
2. سایه نمایش داده شده روی برگه را دریافت می کنیم.

می بینیم که نتیجه آزمایش یک سایه یکنواخت بود. فرض کنید نور در یک خط مستقیم منتشر می شود، سپس تشکیل سایه را می توان به راحتی توضیح داد: نوری که از یک منبع نقطه ای در امتداد پرتو نوری که نقاط انتهایی کره را لمس می کند، در یک خط مستقیم و پشت سر می رود. کره، به همین دلیل است که در ورق، فضای پشت کره روشن نمی شود.

بیایید فرض کنیم که نور در امتداد خطوط منحنی حرکت کرده است. در این صورت، پرتوهای نور که خم می شوند، فراتر از کره می افتند. ما سایه را نمی دیدیم، اما در نتیجه آزمایش، سایه ظاهر شد.

حال موردی را در نظر بگیرید که در آن نیم سایه تشکیل شده است.

تشکیل سایه و نیم سایه

1. بیایید اشیاء را به ترتیب مرتب کنیم: چراغ قوه - کره دوم (بر روی سه پایه ثابت شده) - ورق.
2. بیایید کره را با یک چراغ قوه روشن کنیم.
3. ما سایه و همچنین نیم سایه را روی صفحه نمایش می دهیم.

این بار نتایج آزمایش سایه و جزئی سایه است. نحوه تشکیل سایه قبلاً از مثال بالا شناخته شده است. حال برای اینکه نشان دهیم تشکیل نیم سایه مغایرتی با فرضیه انتشار مستقیم نور ندارد، توضیح این پدیده ضروری است.
در این آزمایش منبع نوری را گرفتیم که یک نقطه نیست، یعنی از نقاط زیادی در رابطه با یک کره تشکیل شده است که هر کدام از آنها در همه جهات نور ساطع می کنند. بالاترین نقطه منبع نور و پرتو نوری که از آن به پایین ترین نقطه کره ساطع می شود را در نظر بگیرید. اگر حرکت پرتو پشت کره را به ورق مشاهده کنیم، متوجه می شویم که در مرز نور و نیم سایه می افتد. پرتوهایی از نقاط مشابه که در این جهت می روند (از نقطه منبع نور تا نقطه مخالف جسم روشن شده) نیم سایه ایجاد می کنند. اما اگر جهت پرتو نور را از نقطه نشان داده شده در بالا به نقطه بالای کره در نظر بگیریم، به وضوح قابل مشاهده خواهد بود که چگونه پرتو به ناحیه نیم سایه می افتد.

از این آزمایش می بینیم که تشکیل نیم سایه با انتشار مستقیم نور در تضاد نیست.

نتیجه

با کمک این آزمایش، ثابت کردم که نور در یک خط مستقیم منتشر می شود، تشکیل سایه و نیم سایه، مستقیم بودن انتشار آن را ثابت می کند.

پدیده ای در زندگی

صافی انتشار نور به طور گسترده ای در عمل استفاده می شود. ساده ترین مثال یک چراغ قوه معمولی است. این خاصیت نور در تمام دستگاه هایی که دارای لیزر هستند نیز استفاده می شود: فاصله یاب لیزری، دستگاه های برش فلز، اشاره گر لیزری.

در طبیعت، ملک در همه جا یافت می شود. برای مثال، نوری که از شکاف‌های تاج درخت نفوذ می‌کند، یک خط مستقیم قابل مشاهده را تشکیل می‌دهد که از سایه عبور می‌کند. البته اگر از مقیاس های بزرگ صحبت می کنیم، باید به خورشید گرفتگی اشاره کرد، زمانی که ماه روی زمین سایه می اندازد و به همین دلیل است که خورشید از روی زمین قابل مشاهده نیست (طبیعاً در مورد منطقه سایه دار آن صحبت می کنیم). . اگر نور در یک خط مستقیم حرکت نمی کرد، این پدیده غیرعادی وجود نداشت.

آزمایش 2. قانون بازتاب نور. (ص 154، شکل 129)

هدف از تجربه- ثابت کنید که زاویه تابش پرتو برابر با زاویه بازتاب آن است.

انعکاس نور نیز مهمترین خاصیت آن است. به لطف نور منعکس شده توسط چشم انسان است که ما می توانیم هر جسمی را ببینیم.

طبق قانون بازتاب نور، پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه قرار دارند که عمود بر سطح مشترک بین دو محیط در نقطه تابش پرتو کشیده شده است. زاویه تابش برابر با زاویه بازتاب است. بیایید بررسی کنیم که آیا این زوایا با آزمایش برابر هستند، جایی که یک آینه صاف را به عنوان سطح بازتابنده در نظر می گیریم.

تجهیزات:یک دستگاه خاص، که یک دیسک با مقیاس دایره ای چاپ شده است، که روی پایه ای نصب شده است که در مرکز دیسک یک آینه مسطح کوچک واقع شده است (چنین وسیله ای را می توان در خانه با استفاده از یک نقاله به جای دیسک ساخت). با مقیاس دایره ای)، منبع نور یک روشن کننده است که به لبه دیسک یا نشانگر لیزری، ورق برای اندازه گیری متصل شده است.

پیشرفت آزمایش

1. ورق را پشت دستگاه قرار دهید.
2. بیایید چراغ را روشن کنیم و آن را در مرکز آینه قرار دهیم.
3. بیایید عمود بر آینه در نقطه فرود پرتو روی ورق رسم کنیم.
4. بیایید زاویه تابش (ﮮα) را اندازه گیری کنیم.
5. بیایید زاویه بازتاب حاصل (ﮮβ) را اندازه گیری کنیم.
6. بیایید نتایج را یادداشت کنیم.
7. بیایید زاویه تابش را با حرکت دادن روشنگر تغییر دهیم، مراحل 4، 5 و 6 را تکرار کنیم.
8. بیایید نتایج را با هم مقایسه کنیم (میزان زاویه تابش با بزرگی زاویه بازتاب در هر مورد).

نتایج آزمایش در مورد اول:

∠α = 50 درجه

∠β = 50 درجه

∠α = ∠β

در مورد دوم:

∠α = 25 درجه

∠β = 25 درجه

∠α = ∠β

از تجربه مشخص است که زاویه تابش پرتو نور برابر با زاویه بازتاب آن است. نوری که به سطح آینه برخورد می کند با همان زاویه از آن منعکس می شود.

نتیجه

با کمک تجربه و اندازه گیری ها ثابت کردم که وقتی نور منعکس می شود، زاویه تابش آن برابر با زاویه بازتاب است.

پدیده ای در زندگی

ما همه جا با این پدیده روبرو می شویم، زیرا نور منعکس شده از اجسام را با چشم خود درک می کنیم. یک مثال قابل توجه قابل مشاهده در طبیعت، تابش نور منعکس شده درخشان بر روی آب و سایر سطوح با بازتاب خوب است (سطح نور کمتری نسبت به بازتابش جذب می کند). همچنین باید به یاد داشته باشید که پرتوهای خورشیدی که هر کودکی می تواند با کمک آینه بسازد. آنها چیزی بیش از یک پرتو نور منعکس شده از یک آینه نیستند.

فرد از قانون بازتاب نور در وسایلی مانند پریسکوپ، بازتابنده نور آینه (مثلاً بازتابنده روی دوچرخه) استفاده می کند.

به هر حال، جادوگران با استفاده از بازتاب نور از یک آینه، توهمات زیادی ایجاد کردند، به عنوان مثال، توهم "سر پرواز". مرد را در جعبه ای در میان تزیینات قرار دادند به طوری که فقط سرش از جعبه نمایان بود. دیوارهای جعبه را آینه های متمایل به منظره پوشانده بودند که انعکاس آن باعث می شد که جعبه را غیرممکن ببینیم و به نظر می رسید چیزی زیر سر نیست و در هوا معلق است. این منظره غیرعادی و ترسناک است. ترفندهایی با انعکاس در تئاترها نیز در مواقعی که لازم بود یک روح روی صحنه نمایش داده شود، انجام می شد. آینه ها «مه» و کج شده بودند به طوری که نور منعکس شده از طاقچه پشت صحنه در سالن قابل مشاهده بود. بازیگر نقش شبح قبلاً در طاقچه ظاهر شده بود.

آزمایش 3. شکست نور.(ص 159، شکل 139)

هدف از تجربه- ثابت کنید که نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست یک مقدار ثابت برای دو رسانه است. ثابت کنید که زاویه تابش پرتو نوری (≠ 0°) که از محیطی با چگالی کمتر به محیطی چگال تر می آید بیشتر از زاویه شکست آن است.

در زندگی ما اغلب با شکست نور مواجه می شویم. مثلاً با قرار دادن یک قاشق کاملاً مستقیم در یک لیوان آب شفاف، می بینیم که تصویر آن در مرز دو رسانه (هوا و آب) خم می شود، اگرچه در واقع قاشق صاف می ماند.

برای بررسی بهتر این پدیده، درک چرایی وقوع آن و اثبات قانون شکست نور (پرتوها، تابش و شکست، در یک صفحه قرار می گیرند که عمود بر سطح مشترک بین دو محیط در نقطه تابش پرتو کشیده شده است. نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست برای دو محیط یک مقدار ثابت است) با استفاده از یک مثال، آزمایشی را انجام می دهیم.

تجهیزات:دو رسانه با چگالی های مختلف (هوا، آب)، یک ظرف شفاف برای آب، یک منبع نور (نشانگر لیزری)، یک ورق کاغذ.

پیشرفت آزمایش

1. داخل ظرفی آب بریزید و با فاصله کمی پشت آن یک برگ قرار دهید.
2. بیایید یک پرتو نور را با زاویه ≠ 0 درجه به داخل آب هدایت کنیم، زیرا در 0 درجه شکست رخ نمی دهد و پرتو بدون تغییر به محیط دیگری می رود.
3. اجازه دهید یک عمود بر سطح مشترک بین دو رسانه در نقطه برخورد پرتو رسم کنیم.
4. بیایید زاویه تابش پرتو نور (∠α) را اندازه گیری کنیم.
5. بیایید زاویه شکست پرتو نور (∠β) را اندازه گیری کنیم.
6. بیایید زاویه ها را با هم مقایسه کنیم و نسبت سینوس های آنها را ایجاد کنیم (برای یافتن سینوس ها می توانید از جدول Bradis استفاده کنید).
7. بیایید نتایج را یادداشت کنیم.
8. بیایید زاویه تابش را با حرکت دادن منبع نور تغییر دهیم، مراحل 4-7 را تکرار کنید.
9. بیایید مقادیر نسبت های سینوسی را در هر دو مورد مقایسه کنیم.

اجازه دهید فرض کنیم که پرتوهای نوری که از رسانه هایی با چگالی های مختلف عبور می کنند، شکست را تجربه کرده اند. در این صورت زوایای تابش و شکست نمی توانند مساوی باشند و نسبت های سینوس های این زوایا با هم برابر نیستند. اگر انکسار رخ نداده باشد، یعنی نور از یک محیط به محیط دیگر بدون تغییر جهت عبور کند، این زوایا برابر خواهند بود (نسبت سینوس های زوایای مساوی برابر با یک است). برای تایید یا رد این فرض، نتایج آزمایش را در نظر بگیرید.

نتایج آزمایش در مورد اول:

∠α = 20

∠β = 15

∠α >∠β

sin∠α = 0.34 = 1.30

sin∠β 0.26

نتایج آزمایش در مورد دوم:

∠α ˈ= 50

∠β ˈ= 35

∠α ˈ > ∠β ˈ

sin∠α ˈ= 0.77 = 1.35

sin∠β ˈ 0.57

مقایسه نسبت های سینوسی:

1.30 ~ 1.35 (به دلیل خطاهای اندازه گیری)

sin∠α = sin∠α ˈ = 1.3

sin∠β sin∠β ˈ

با توجه به نتایج آزمایش، در هنگام شکست نوری که از محیطی با چگالی کمتر به محیطی متراکم تر می آید، زاویه تابش بیشتر از زاویه شکست است. نسبت های سینوس های تابش و زوایای شکست برابر است (اما مساوی با یک نیست)، یعنی برای دو رسانه داده شده یک مقدار ثابت است. جهت پرتو هنگام ورود به محیطی با چگالی متفاوت به دلیل تغییر در سرعت نور در محیط تغییر می کند. در یک محیط متراکم تر (در اینجا، آب)، نور آهسته تر حرکت می کند، به همین دلیل است که زاویه عبور نور از فضا تغییر می کند.

نتیجه

با استفاده از آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌هایم، ثابت کردم که وقتی نور شکسته می‌شود، نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه شکست، زمانی که پرتوهای نور از محیطی با چگالی کمتر به آن عبور می‌کنند، یک مقدار ثابت است اگر متراکم تر باشد، زاویه تابش کمتر از زاویه شکست است.

پدیده ای در زندگی

ما همچنین اغلب با انکسار نور مواجه می‌شویم. جالب ترین مثال، ظهور سراب در بیابان است. سراب زمانی اتفاق می‌افتد که پرتوهای نوری که از لایه‌های گرم هوا (با چگالی کمتر) به لایه‌های سرد عبور می‌کنند، شکسته می‌شوند، که اغلب در بیابان‌ها قابل مشاهده است.

توسط انسان، شکست نور در دستگاه های مختلف حاوی عدسی استفاده می شود (نور با عبور از عدسی شکسته می شود). مثلاً در ابزارهای نوری مانند دوربین دوچشمی، میکروسکوپ، تلسکوپ و دوربین. همچنین شخص با عبور از منشور، جهت نور را تغییر می دهد، جایی که نور چندین بار منکس می شود و وارد و خارج می شود.

اهداف کار محقق شده است.

93. منابع نور (§49) به چه چیزهایی گفته می شود؟

تمام اجسامی که از آنها نور ساطع می شود نامیده می شوند منابع نور. منابع نور حرارتی و شب تاب وجود دارد، منابع نور منعکس شده:

- منابع نور حرارتینور ساطع می کنند زیرا دمای بالایی دارند (خورشید، ستارگان، شعله، رشته لامپ الکتریکی). اجسام در دمای حدود 800 درجه سانتیگراد شروع به انتشار نور می کنند. لامپ الکتریکی را اختراع کرد الکساندر نیکولاویچ لودیگین (1847-1923، روسیه)،ظاهری مدرن به لامپ منتقل کرد توماس ادیسون (1847-1931، ایالات متحده);

- منابع نور فلورسنت- اینها منابع نور سرد هستند که تشعشع آنها به دما بستگی ندارد (لامپ های فلورسنت و نور گاز، صفحه تلویزیون، مانیتور رایانه، نمایشگر دستگاه های الکترونیکی، LED ها، اشکالات فاسد، کرم شب تاب، برخی از حیوانات دریایی).

- منابع نور منعکس شدهخود را ساطع نمی کنند. آنها فقط زمانی می درخشند که نور از منبعی بر آنها بیفتد. به عنوان مثال، ماه، سیارات و ماهواره های آنها، ماهواره های مصنوعی زمین، نور خورشید را منعکس می کنند. در شب، اجسام قابل مشاهده هستند زیرا نور ماه یا نور ناشی از منابع حرارتی و شب تاب را منعکس می کنند.

94. نور در محیط همگن چگونه منتشر می شود (50 §)؟

در یک محیط همگن متشکل از یک ماده (به عنوان مثال، هوا، شیشه، آب)، نور منتشر می شود مستقیم به جلو.

انتشار مستطیلی نور توسط بنیانگذار هندسه ایجاد شد اقلیدس (325-265 قبل از میلاد، یونان باستان).

95. پرتو نور و پرتو نور (§51) چیست؟

- پرتو نوریک شار نورانی محدود باریک را نشان می دهد. پرتوهای نور را می توان با استفاده از سوراخ های کوچک در صفحات مات به نام جدا کرد دیافراگم ها.

یک پرتو نور می تواند باشد موازی(آ)، واگرا(ب)، همگرا(V).

پرتوهای نور از منابع مختلف مستقل از یکدیگر هستند و تأثیری بر انتشار یکدیگر ندارند. این خاصیت نامیده می شود استقلال پرتوهای نور.

- پرتو نورخطی است که جهت انتشار نور را نشان می دهد و برای به تصویر کشیدن پرتوهای نور استفاده می شود.

96. منبع نور نقطه ای (§52) چیست؟

منبع نور نقطه ای- این منبعی است که ابعاد آن در مقایسه با فاصله آن تا ناظر کوچک است.

97. سایه و نیم سایه چیست (§52).

- سایه- این ناحیه ای از فضای پشت جسم است که نور منبع به آن وارد نمی شود. سایه اجسام زمانی تشکیل می شود که توسط منابع نور نقطه ای روشن شوند.

- نیم سایه- این ناحیه ای است که نور تنها از بخشی از منبع نور وارد آن می شود.

هنگامی که اشیاء توسط منابع نور گسترده روشن می شوند، یک منطقه تشکیل می شود سایه ها و نیم سایه هابه عنوان مثال، زمانی که ماه بین خورشید و زمین قرار دارد، منطقه ای از سایه (خورشید گرفتگی کامل) و نیم سایه (خورشید گرفتگی جزئی) از ماه روی زمین می افتد.

98. قانون بازتاب نور (§53) چیست؟

قانون بازتاب نورچیز این است:

زاویه بازتاب نور برابر با زاویه تابش است:

پرتو فرودی، پرتو بازتاب شده و عمود بر هم، که در نقطه تابش پرتو به سطح مشترک بین دو رسانه قرار دارند، در یک صفحه قرار دارند.

پرتوهای فرود و منعکس شده برگشت پذیر هستند. به عنوان مثال، اگر یک پرتو نور در جهت AO بر روی آینه بیفتد، در جهت OB منعکس خواهد شد. اگر نور در جهت BO ​​روی آینه بیفتد، پرتو OA منعکس خواهد شد.

99. انعکاس چشمی و پراکنده نور (§53) چیست؟

- آینه شدهزمانی که یک سطح صاف (آینه ای) حتی پس از بازتاب موازی باقی بماند به این حالت بازتاب می گویند. سطوح صیقلی صاف، آینه ها و سطوح آب، آینه ها را منعکس می کنند.

- پراکندهزمانی که یک پرتو موازی نوری که بر روی یک سطح ناهموار فرود می‌آید به صورت پراکنده منعکس شود، به این بازتاب گفته می‌شود. پرتوها در جهات مختلف هدایت خواهند شد. به لطف انعکاس پراکنده (پراکنده)، ما اشیاء اطراف، دنیای اطراف خود را می بینیم.

100. با چه قوانینی یک جسم در یک آینه صفحه نمایش داده می شود (§54)؟

- آینه تختتصویری مستقیم و مجازی از یک شی می دهد.

تصویر یک جسم در یک آینه مسطح ابعادی برابر با جسم دارد.

فاصله جسم تا آینه تخت برابر است با فاصله آینه تا تصویر، یعنی. جسم و تصویر آن نسبت به آینه متقارن است.

یک آینه تخت می دهد خیالیتصویر (نامعتبر، ظاهری) یک شی.

101. چه آینه های کروی شکل را می شناسید و با چه پارامترهایی (§55) مشخص می شوند؟

- آینه های کرویبخشی از سطح یک کره توخالی هستند. آینه های کروی وجود دارد مقعرو محدب. برای یک آینه مقعر، سطح مقعر داخلی یک توپ توخالی آینه مانند است. در یک آینه محدب، سطح محدب بیرونی یک توپ توخالی آینه شده است.

آینه های کروی با مشخصه قطب, مرکز نوری، شعاع، محور نوری اصلی، فوکوس اصلی و فاصله کانونی.

در شکل: نقطه C – قطب آینه. T - مرکز نوری. СО - شعاع آینه؛ CO مستقیم - محور نوری اصلی آینه؛ T - تمرکز اصلی آینه. فاصله FC - فاصله کانونی آینه.

از آینه های مقعر استفاده می شود:

هنگامی که شما نیاز به ایجاد یک پرتو موازی نور دارید. برای انجام این کار، یک لامپ نورانی در نقطه کانونی آینه قرار می گیرد. در فانوس ها، چراغ های جلو اتومبیل، نورافکن ها استفاده می شود:

زمانی که نیاز دارید پرتوی از پرتوهای موازی را که روی آینه می افتند، متمرکز کنید. این در یک تلسکوپ بازتابی استفاده می شود.

102. شکست نور (§57) چیست؟

تغییر جهت انتشار نور هنگام عبور از یک محیط به محیط دیگر را می گویند شکست نور

103. چگالی نوری یک محیط (§57) چیست؟

چگالی نوری محیطبا سرعت انتشار نور در آن مشخص می شود. هر چه سرعت انتشار نور بیشتر باشد، چگالی نوری محیط کمتر است. به عنوان مثال، چگالی نوری خلاء که سرعت نور حداکثر و 300000 کیلومتر بر ثانیه است، برابر با 1 است.

104. قانون شکست نور (§57) چگونه تدوین می شود؟

- اگر یک پرتو نور از محیطی که از نظر اپتیکی چگالی کمتری دارد به محیطی که از نظر نوری چگال تر است (مثلاً از هوا به آب) عبور کند، آنگاه زاویه شکست کمتر از زاویه تابش است.< ).

اگر نور از محیطی که از نظر نوری چگال تر است به محیطی که از نظر نوری چگالی کمتری دارد (مثلاً از آب به هوا) عبور کند، آنگاه زاویه شکست بزرگتر از زاویه فرود است (>).

پرتوهای فرورفته و شکسته، و همچنین عمودی که در نقطه تابش پرتو بر سطح مشترک بین دو رسانه قرار دارد، در یک صفحه قرار دارند.

- سینوس زاویه تابش با سینوس زاویه شکست مرتبط است زیرا سرعت نور در محیط اول به سرعت نور در محیط دوم است: .

105. زاویه محدود بازتاب داخلی کل (§58) چیست؟

پدیده بازتاب داخلی کلهنگامی مشاهده می شود که یک پرتو نور از یک محیط نوری متراکم تر به یک محیط نوری کمتر چگال عبور می کند. زاویه تابشی که در آن بازتاب کلی داخلی رخ می دهد نامیده می شود زاویه محدود بازتاب داخلی کل

پدیده انعکاس کلی درونی به عنوان مثال در منشورها برای تغییر جهت پرتوهای نور استفاده می شود. چنین منشورهایی در دوربین های دوچشمی و پریسکوپ استفاده می شود.

106. راهنمای نور و فیبر نوری (§59) چیست؟

میله های شیشه ای انعطاف پذیر که در آنها یک پرتو نوری که از یک انتها وارد می شود و مکرراً بازتاب داخلی کامل را تجربه می کند، به طور کامل از انتهای دیگر خارج می شود، راهنمای نور نامیده می شود. شاخه جدیدی از اپتیک که مبتنی بر استفاده از راهنماهای نور برای انتقال اطلاعات است، فیبر نوری نامیده می شود.

107. به چه چیزی لنز گفته می شود؟ انواع لنزها (§60) کدامند؟

لنزجسم شفافی نامیده می شود که توسط دو سطح کروی محدود شده است. لنز وجود دارد محدب (جمع آوری) و مقعر (پراکنده).

108. مرکز نوری، فوکوس اصلی و فاصله کانونی لنز (§60) چه نامیده می شود؟

- محور نوری اصلی- این خطی است که از مرکز سطوح کروی که عدسی را محدود می کند عبور می کند.

- مرکز نوری لنز- این نقطه ای است که پرتوهای نور بدون شکست از آن عبور می کنند. پرتوها از مرکز نوری عدسی بدون شکست عبور می کنند.

- لنز فوکوس اصلی- این نقطه ای است که در آن، پس از شکست، پرتوهای نوری که به عدسی موازی با محور نوری اصلی برخورد می کنند، همگرا می شوند.

109. توان نوری عدسی (§60) چیست؟

متقابل فاصله کانونی نامیده می شود قدرت نوری لنز: . توان نوری بر حسب اندازه گیری می شود دیوپترها(دوپتر). 1 دیوپتر = 1/m.

110. فرمول لنز (§61) چگونه خوانده می شود؟

مجموع فواصل متقابل از جسم تا عدسی و از عدسی به تصویر برابر است با فاصله کانونی متقابل: .

111. بزرگنمایی عدسی (§61) چقدر است؟

بزرگنمایی لنزبرابر است با نسبت فاصله عدسی به تصویر به فاصله جسم تا عدسی: .

112. چشم از چه قسمت هایی تشکیل شده است (§63)؟

چشمانسان دارای شکل کروی به قطر 25 سانتی متر است که قسمت بیرونی آن با پوسته سفید بادوامی پوشیده شده است صلبیه (1) . قسمت شفاف قدامی صلبیه نامیده می شود قرنیه چشم (2) . در پشت قرنیه قرار دارد عنبیه (3) تعیین رنگ چشم در مرکز عنبیه قرار دارد شاگرد, که پشت آن یک شفاف است لنز (4), به شکل یک عدسی همگرا سیستم نوری چشم بر روی دیواره پشتی خود به نام شبکیه چشم (5), تصویر واقعی، کاهش یافته و معکوس یک شی.

113. (§63): تطبیق چشم چیست؟ زاویه دید؟ بهترین فاصله دید؟

- اسکان چشمانطباق چشم با تغییرات فاصله از یک جسم با تنظیم انحنای عدسی است.

- زاویه دیدزاویه ای که در آن یک جسم از مرکز نوری چشم قابل مشاهده است نامیده می شود.

- بهترین فاصله دیددر یک چشم بالغ طبیعی 25 سانتی متر است، در کودکان حدود 10 سانتی متر است.

114. فرق بین کوته بینی و دور اندیشی (§64) چیست؟

دو مشکل اصلی بینایی وجود دارد: نزدیک بینی و دوربینی.

برای افراد نزدیک بین، تصویر واضحی از یک جسم در جلوی شبکیه و برای افراد دور بین، پشت شبکیه به دست می آید.

نزدیک بینی با استفاده از عینک با عدسی های واگرا (مقعر)، دور بینی - با عدسی های همگرا (محدب) اصلاح می شود.

115. ابزارهای نوری و اهداف آنها را نام ببرید (§64).

ابزارهای نوریبه دستگاه هایی گفته می شود که عملکرد آنها مبتنی بر استفاده از لنز است. این:

- عینکبرای اصلاح نزدیک بینی و دوربینی استفاده می شود.

- ذره بین- لنز با فاصله کانونی کوتاه (از 1 تا 10 سانتی متر) که برای مشاهده اشیاء کوچک استفاده می شود.

- میکروسکوپطراحی شده برای بررسی اجسام میکروسکوپی.

- دوربین دوچشمیبرای مشاهده اجسام دور؛

- تلسکوپمطالعه اجرام آسمانی؛

- پریسکوپبرای مشاهده از پشت جلد؛

- دوربینبرای به دست آوردن عکس های عکاسی واضح از اشیاء؛

- دستگاه های پروژکتور - پروژکتور اسلاید، پروژکتور فیلم، پروژکتور گرافیکی- طراحی شده برای به دست آوردن یک تصویر بزرگ شده از یک شی بر روی صفحه نمایش.

116. بزرگنمایی ذره بین چگونه محاسبه می شود (§64)؟

ذره بینعدسی با فاصله کانونی کوتاه (از 1 تا 10 سانتی متر) است که برای مشاهده اجسام کوچک استفاده می شود.

ذره بینبرابر با نسبت فاصله بهترین دید به فاصله کانونی ذره بین: .

117. طیف رنگ سفید (§65) چیست؟

سفید یک رنگ پیچیده است. از هفت رنگ ساده تشکیل شده است.

طیف سفید یک نوار چند رنگ است که در نتیجه تجزیه نور سفید به دست می آید و از هفت رنگ ساده تشکیل شده است: قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش (هر شکارچی می خواهد بداند قرقاول کجا نشسته است. ).

اگر یک پرتو موازی نور به یک منشور مثلثی هدایت شود، یک نوار چند رنگ روی صفحه به دست می آید که به آن طیف نور سفید می گویند. این طیف به این دلیل به وجود می آید که پرتوهای رنگ های مختلف توسط یک منشور به طور متفاوتی شکست می شوند. پرتوهای قرمز ضعیف تر، در حالی که اشعه های بنفش با شدت بیشتری شکست می شوند. رنگ های باقی مانده بین آنها قرار دارد.

نمونه ای از طیف نور خورشید رنگین کمان است که از تجزیه نور سفید بر روی قطرات شفاف باران تشکیل می شود.

118. چه رنگ هایی را (§66) می گویند: مکمل؟ اصلی ترین ها؟

- اضافیرنگ هایی هستند که وقتی با هم جمع شوند سفید می شوند.

- سه رنگ طیفی - قرمز، سبز و آبی - اولیه نامیده می شوند. زیرا هیچ یک از آنها را نمی توان با افزودن رنگ های دیگر طیف به دست آورد. افزودن این سه رنگ می تواند رنگ سفید ایجاد کند. بسته به نسبتی که این رنگ ها اضافه می شوند، می توانید رنگ ها و سایه های مختلفی دریافت کنید.

119. منشأ (§67) را توضیح دهید: الف) بی رنگی اجسام، ب) شفافیت اجسام، ج) رنگ سطح اجسام.

در سطح مشترک بین دو رسانه، سه پدیده رخ می دهد: بازتاب (پراکندگی)، شکست و جذب نور. رنگ جسمی که با نور سفید روشن می شود به این بستگی دارد که این جسم چه رنگ نوری را پراکنده، منتقل یا جذب می کند.

اجسام شفاف یا بی رنگ (به عنوان مثال، شیشه، آب، هوا) به طور ضعیفی منعکس می شوند و اجازه می دهند همه رنگ های نور سفید از آن عبور کنند.

شیشه قرمز همه رنگ ها را به جز قرمز جذب می کند. شیشه سبز همه رنگ ها را به جز سبز جذب می کند.

رنگ بدنی که با نور سفید روشن می شود با رنگی که منعکس می کند تعیین می شود. به عنوان مثال، بدن قرمز رنگ قرمز را منعکس می کند و رنگ های دیگر را جذب می کند.

بدن سفید (کاغذ، برف، بوم) همه رنگ ها را منعکس می کند.

از بین حواس پنجگانه، بینایی بیشترین اطلاعات را در مورد دنیای اطراف به ما می دهد. اما ما می توانیم دنیای اطراف خود را فقط به این دلیل ببینیم که نور وارد چشمان ما می شود. بنابراین، ما مطالعه نور یا پدیده های نوری (یونانی optikos - بصری)، یعنی پدیده های مرتبط با نور را آغاز می کنیم.

مشاهده پدیده های نور

ما هر روز با پدیده های نور مواجه می شویم، زیرا آنها بخشی از محیط طبیعی هستند که در آن زندگی می کنیم.

برخی از پدیده های نوری برای ما مانند یک معجزه واقعی به نظر می رسند، به عنوان مثال، سراب ها در صحرا، شفق های قطبی. اما باید اعتراف کنید که پدیده های نوری آشناتر: درخشش یک قطره شبنم در پرتو خورشید، یک مسیر قمری روی آب، یک پل رنگین کمانی هفت رنگ پس از باران تابستانی، رعد و برق در ابرهای رعد و برق، چشمک زدن ستاره ها در آسمان شب - همچنین شگفت‌انگیز هستند، زیرا دنیای اطراف ما را زیبا، پر از زیبایی و هماهنگی جادویی می‌کنند.

پیدا کردن منابع نور

منابع نور اجسام فیزیکی هستند که ذرات آنها (اتم ها، مولکول ها، یون ها) نور ساطع می کنند.

به اطراف نگاه کنید، به تجربه خود مراجعه کنید - و بدون شک منابع نور زیادی را نام خواهید برد: یک ستاره، یک رعد و برق، یک شعله شمع، یک لامپ، یک مانیتور کامپیوتر و غیره (به عنوان مثال، شکل 9.1 را ببینید). . نور می تواند توسط ارگانیسم ها نیز ساطع شود: کرم شب تاب - نقاط نورانی درخشان که در شب های گرم تابستان در علف های جنگلی، برخی از حیوانات دریایی، رادیولارها و غیره دیده می شوند.

در یک شب روشن مهتابی، می توانید اجسامی را که با نور مهتاب روشن شده اند به خوبی مشاهده کنید. با این حال، ماه را نمی توان منبع نور در نظر گرفت، زیرا از خود ساطع نمی کند، بلکه فقط نوری را که از خورشید می آید منعکس می کند.

آیا می توان آینه ای را که با آن "پرتو خورشید" می تابید منبع نور نامید؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

تشخیص منابع نور

برنج. 9.2. منابع قدرتمند نور مصنوعی - لامپ های هالوژن در چراغ های جلو یک ماشین مدرن

برنج. 9.3. سیگنال های چراغ های راهنمایی مدرن حتی در آفتاب روشن به وضوح قابل مشاهده هستند.

در این چراغ های راهنمایی، لامپ های رشته ای با لامپ های LED جایگزین می شوند

بسته به منشأ آنها، منابع نور طبیعی و مصنوعی (ساخت بشر) وجود دارد.

منابع نور طبیعی شامل خورشید و ستارگان، گدازه داغ و شفق قطبی، برخی از موجودات زنده (ده ماهی های اعماق دریا، باکتری های درخشان، کرم شب تاب) و غیره هستند.

حتی در دوران باستان، مردم شروع به ایجاد منابع نور مصنوعی کردند. در ابتدا آتش، مشعل، بعدها - مشعل، شمع، لامپ های نفت و نفت سفید بود. در پایان قرن 19 لامپ الکتریکی اختراع شد. امروزه انواع مختلفی از لامپ های الکتریکی در همه جا استفاده می شود (شکل 9.2، 9.3).

چه نوع لامپ های برقی در ساختمان های مسکونی استفاده می شود؟ برای نورپردازی چند رنگ از چه لامپ هایی استفاده می شود؟

منابع نور حرارتی و فلورسنت نیز وجود دارد.

منابع حرارتی به دلیل داشتن دمای بالا نور ساطع می کنند (شکل 9.4).

منابع نور فلورسنت برای درخشش نیازی به دمای بالا ندارند: تابش نور می تواند بسیار شدید باشد، در حالی که منبع نسبتاً سرد باقی می ماند. نمونه‌هایی از منابع نور فلورسنت شامل شفق قطبی و پلانکتون دریا، صفحه‌نمایش تلفن، لامپ فلورسنت، تابلوی جاده‌ای که با رنگ فلورسنت پوشیده شده است و غیره است.

برنج. 9.4. برخی از منابع نور حرارتی

نقطه مطالعه و منابع نور گسترده

منبع نوری که در همه جهات به طور مساوی نور ساطع می کند و ابعاد آن با در نظر گرفتن فاصله تا محل مشاهده قابل چشم پوشی است، منبع نور نقطه ای نامیده می شود.

نمونه بارز منابع نور نقطه ای ستاره ها هستند: ما آنها را از زمین مشاهده می کنیم، یعنی از فاصله ای میلیون ها برابر بزرگتر از اندازه خود ستاره ها.

منابع نوری که منبع نقطه ای نیستند، منابع نور گسترده نامیده می شوند. در بیشتر موارد، ما با منابع نوری گسترده سروکار داریم. این یک لامپ فلورسنت، یک صفحه نمایش تلفن همراه، یک شعله شمع و یک آتش است.

بسته به شرایط، منبع نور یکسان را می توان هم گسترش یافته و هم نقطه در نظر گرفت.

در شکل 9.5 یک لامپ برای نورپردازی باغ منظره نشان می دهد. به نظر شما در چه صورت می توان این لامپ را منبع نور نقطه ای دانست؟

مشخص کردن گیرنده های نور

گیرنده های نور وسایلی هستند که تحت تأثیر نور خواص خود را تغییر می دهند و به کمک آنها می توان تابش نور را تشخیص داد.

گیرنده های نور می توانند مصنوعی یا طبیعی باشند. در هر گیرنده نور، انرژی تابش نور به انواع دیگر انرژی - حرارتی تبدیل می شود، که خود را در گرمایش اجسامی که نور، الکتریکی، شیمیایی و حتی مکانیکی را جذب می کنند نشان می دهد. در نتیجه چنین دگرگونی هایی، گیرنده ها به روش خاصی به نور یا تغییرات آن واکنش نشان می دهند.

به عنوان مثال، برخی از سیستم های امنیتی بر روی گیرنده های نور فوتوالکتریک - فتوسل ها کار می کنند. پرتوهای نوری که به فضای اطراف جسم محافظت شده نفوذ می کنند به سمت فتوسل ها هدایت می شوند (شکل 9.6). اگر یکی از این پرتوها مسدود شود، فتوسل انرژی نوری را دریافت نمی کند و بلافاصله این را "گزارش" می کند.

در سلول های خورشیدی، فتوسل ها انرژی نور را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. بسیاری از نیروگاه های خورشیدی مدرن "میدان های انرژی" بزرگ پانل های خورشیدی هستند.

برای مدت طولانی، فقط گیرنده های نور فتوشیمیایی (فیلم عکاسی، کاغذ عکاسی) برای عکس برداری استفاده می شد که در آن واکنش های شیمیایی خاصی در نتیجه عمل نور رخ می دهد (شکل 9.7).

از نزدیکترین ستاره به ما، آلفا قنطورس، نور تقریباً 4 سال به زمین سفر می کند. این بدان معناست که وقتی به این ستاره نگاه می کنیم، در واقع می بینیم که 4 سال پیش چگونه بوده است. اما کهکشان هایی هستند که میلیون ها سال نوری از ما فاصله دارند (یعنی میلیون ها سال طول می کشد تا نور به آنها برسد!). تصور کنید که در چنین کهکشانی یک تمدن با تکنولوژی بالا وجود دارد. بعد معلوم می شود که سیاره ما را همانطور که در زمان دایناسورها بوده می بینند!

در دوربین های دیجیتال مدرن، به جای فیلم عکاسی، از ماتریسی متشکل از تعداد زیادی فتوسل استفاده می کنند. هر یک از این عناصر بخش "خود" خود از شار نور را دریافت می کند، آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و این سیگنال را به مکان خاصی روی صفحه منتقل می کند.

گیرنده های طبیعی نور چشم های موجودات زنده هستند (شکل 9.8). تحت تأثیر نور، واکنش های شیمیایی خاصی در شبکیه چشم رخ می دهد، تکانه های عصبی ایجاد می شود که در نتیجه مغز تصوری از دنیای اطراف ما ایجاد می کند.

با سرعت نور آشنا شوید

وقتی به آسمان پر ستاره نگاه می کنید، بعید است متوجه شوید که برخی از ستاره ها قبلاً خاموش شده اند. علاوه بر این، چندین نسل از اجداد ما همین ستاره ها را تحسین می کردند و این ستاره ها حتی در آن زمان وجود نداشتند! چگونه ممکن است که از یک ستاره نور وجود داشته باشد، اما خود ستاره وجود نداشته باشد؟

واقعیت این است که نور با سرعت محدودی در فضا منتشر می شود. سرعت c انتشار نور بسیار زیاد است و در خلاء حدود سیصد هزار کیلومتر در ثانیه است:

نور کیلومترها را در هزارم ثانیه طی می کند. به همین دلیل است که اگر فاصله منبع نور تا گیرنده کم باشد، به نظر می رسد که نور فوراً حرکت می کند. اما نور ستاره های دور هزاران و میلیون ها سال طول می کشد تا به ما برسد.

بیایید آن را جمع بندی کنیم

اجسام فیزیکی که اتم ها و مولکول های آنها نور ساطع می کنند، منابع نور نامیده می شوند. منابع نور حرارتی و فلورسنت هستند. طبیعی و مصنوعی؛ نقطه و گسترش یافته است. به عنوان مثال، شفق قطبی یک منبع نور درخشان طبیعی و گسترده است.

دستگاه هایی که در اثر عمل نور، پارامترهای خود را تغییر می دهند و به کمک آنها می توان تابش نور را تشخیص داد، گیرنده نور نامیده می شود. در گیرنده های نور، انرژی تابش نور به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود. اندام های بینایی موجودات زنده گیرنده های طبیعی نور هستند.

نور در فضا با سرعتی محدود حرکت می کند. سرعت

انتشار نور در خلاء تقریباً: c = 3 10 m/s است. کنترل سوالات

1. نور چه نقشی در زندگی انسان دارد؟ 2. منبع نور را تعریف کنید. مثال بزن. 3. آیا ماه منبع نور است؟ پاسخ خود را توضیح دهید. 4. نمونه هایی از منابع نور طبیعی و مصنوعی را ذکر کنید. 5. منابع نور حرارتی و فلورسنت چه مشترکاتی دارند؟ تفاوت در چیست؟ 6. در چه شرایطی منبع نور منبع نقطه ای محسوب می شود؟ 7- به چه وسایلی نور گیرنده می گویند؟ نمونه هایی از گیرنده های نور طبیعی و مصنوعی را ذکر کنید. 8. سرعت نور در خلاء چقدر است؟

تمرین شماره 9

1. یک تناظر بین منبع نور (شکل را ببینید) و نوع آن برقرار کنید.

حرارت طبیعی B حرارتی مصنوعی C شب تاب طبیعی D شب تاب مصنوعی

2. برای هر خط، کلمه یا عبارت «اضافی» را مشخص کنید.

الف) شعله شمع، خورشید، ستاره، ماه، لامپ LED؛

ب) صفحه نمایش کامپیوتر، رعد و برق، لامپ رشته ای، مشعل؛

ج) لامپ فلورسنت، شعله مشعل گاز، آتش، رادیولاریا.

3. تقریباً چه مدت طول می کشد تا نور فاصله خورشید تا زمین را طی کند - 150 میلیون کیلومتر؟

4. در کدام یک از موارد ذکر شده می توان خورشید را منبع نقطه ای نور دانست؟

الف) مشاهده خورشید گرفتگی؛

ب) رصد خورشید از فضاپیمایی که خارج از منظومه شمسی پرواز می کند.

ج) تعیین زمان با استفاده از ساعت آفتابی.

5. یکی از واحدهای طول مورد استفاده در نجوم، سال نوری است. اگر مسافتی را که نور در خلأ در یک سال طی می کند برابر باشد، یک سال نوری چند متر است؟

6. از منابع اطلاعاتی اضافی استفاده کنید و دریابید که چه کسی و چگونه برای اولین بار سرعت نور را اندازه گیری کرد.

این مطالب کتاب درسی است

انشا

با موضوع: پدیده های نوری

تکمیل شده توسط: Khrapatov D. A.

بررسی شده توسط:

1. نور. منابع نور

2. انتشار نور

3. انعکاس نور

4. آینه تخت

5. تصویر پراکنده و پراکنده

6. شکست نور

8. تصاویر تولید شده توسط لنز

سبک. منابع نور

نور ... اهمیت آن در زندگی ما بسیار زیاد است. تصور زندگی بدون نور سخت است. از این گذشته، همه موجودات زنده تحت تأثیر نور و گرما متولد می شوند و رشد می کنند.

فعالیت انسان در دوره های اولیه وجود خود - تهیه غذا، محافظت از دشمنان، شکار - وابسته به نور روز بود. سپس انسان ساخت و نگهداری آتش را آموخت، شروع به روشن کردن خانه خود و شکار با مشعل کرد. اما در همه موارد، فعالیت های او بدون روشنایی نمی توانست ادامه یابد.

نور ارسال شده توسط اجرام آسمانی امکان تعیین مکان و حرکت خورشید، ستارگان، سیارات، ماه و سایر ماهواره ها را فراهم می کند. مطالعه پدیده های نوری به ایجاد ابزارهایی کمک کرد که با کمک آنها در مورد ساختار و حتی ترکیب اجرام آسمانی واقع در فاصله میلیاردها کیلومتری از زمین مطلع شدیم. بر اساس مشاهدات از طریق تلسکوپ و عکس‌های سیارات، پوشش ابر، ویژگی‌های سطحی و نرخ چرخش آنها مورد مطالعه قرار گرفت. می توان گفت که علم نجوم به لطف نور و بینایی پدید آمد و توسعه یافت.

مطالعه نور مبنای ایجاد نور مصنوعی است که برای انسان بسیار ضروری است. نور در همه جا مورد نیاز است: ایمنی ترافیک با استفاده از چراغ های جلو و روشنایی جاده همراه است. تجهیزات نظامی از شراره و نورافکن استفاده می کنند. روشنایی معمولی محل کار به افزایش بهره وری نیروی کار کمک می کند. نور خورشید مقاومت بدن را در برابر بیماری ها افزایش می دهد و خلق و خوی فرد را بهبود می بخشد.

نور چیست؟ چرا و چگونه آن را درک می کنیم؟

شاخه ای از علم که به مطالعه نور اختصاص دارد اپتیک (از یونانی optos - مرئی، مرئی) نیز نامیده می شود.

تابش نور (نوری) توسط منابع نور ایجاد می شود.

منابع نور طبیعی و مصنوعی وجود دارد. منابع نور طبیعی شامل خورشید، ستارگان، شفق قطبی، رعد و برق. مصنوعی - لامپ، شمع، تلویزیون و دیگران.

ما منبع نور را می بینیم زیرا تشعشعات ایجاد شده توسط این نام به چشم ما می ریزد. اما ما همچنین اجسامی را می بینیم که منبع نور نیستند - درختان، خانه ها، دیوارهای اتاق، ماه، سیارات و غیره. با این حال، ما آنها را تنها زمانی می بینیم که توسط منابع نوری روشن شوند. تشعشعات ناشی از منابع نوری که روی سطح اجسام می افتند، جهت خود را تغییر داده و وارد چشم می شوند.

2. انتشار نور

اپتیک یکی از کهن ترین علوم است.

مدتها قبل از اینکه بدانند نور چیست، برخی از خواص آن کشف و در عمل مورد استفاده قرار گرفت.

بر اساس مشاهدات و آزمایشات، قوانین انتشار نور با استفاده از مفهوم پرتو نور ایجاد شد.

RAY خطی است که نور در طول آن حرکت می کند.

قانون انتشار مستقیم نور.

نور در یک محیط همگن شفاف در خطوط مستقیم حرکت می کند.

برای این قانون، می توانیم مثالی را در نظر بگیریم - تشکیل یک سایه:

اگر بخواهیم از ورود نور لامپ به چشممان جلوگیری کنیم، می توانیم با دست جلوی آن را بگیریم یا یک آباژور روی لامپ قرار دهیم. اگر نور در خطوط مستقیم حرکت نمی کرد، می توانست در اطراف لبه های مانع خم شود و وارد چشم ما شود. به عنوان مثال، شما نمی توانید صدا را با دست خود "بلاک کنید"، این مانع را دور می زند و ما آن را می شنویم.

بیایید این پدیده را به صورت تجربی در نظر بگیریم.

بیایید یک لامپ از چراغ قوه برداریم. بیایید صفحه نمایش را در فاصله ای از آن قرار دهیم. لامپ صفحه را کاملا روشن می کند. بیایید یک بدنه مات (مثلاً یک توپ فلزی) بین لامپ و صفحه نمایش قرار دهیم. اکنون یک دایره تاریک روی صفحه ظاهر می شود، زیرا سایه ای در پشت توپ شکل گرفته است - فضایی که نور منبع در آن نمی افتد.

اما ما همیشه یک سایه واضح توصیف شده را نمی بینیم، که در تجربه توصیف شده به دست آمده است. اگر اندازه منبع نور بسیار بزرگتر باشد، یک نیم سایه در اطراف سایه تشکیل می شود. اگر چشم ما در ناحیه سایه بود، منبع نور را نمی دیدیم، اما از ناحیه نیم سایه، یکی از لبه های آن را می دیدیم. قانون انتشار نور توسط مصریان باستان برای نصب ستون ها، ستون ها و دیوارها در یک خط مستقیم استفاده می شد. آنها ستون ها را به گونه ای قرار دادند که بقیه ستون ها از پشت ستون نزدیک به چشم قابل مشاهده نبود.

3. انعکاس نور

بیایید یک پرتو نور را از منبع نور به صفحه نمایش هدایت کنیم. صفحه نمایش روشن خواهد شد، اما چیزی بین منبع و صفحه نمایش نخواهیم دید. اگر یک تکه کاغذ را بین منبع و صفحه نمایش قرار دهید، قابل مشاهده خواهد بود. این امر به این دلیل اتفاق می افتد که تابش با رسیدن به سطح ورق، منعکس شده، جهت خود را تغییر داده و وارد چشم ما می شود. اگر هوای بین صفحه و منبع نور گرد و غبار شود، کل پرتو نور قابل مشاهده می شود. در این حالت ذرات غبار نور را منعکس کرده و آن را به چشم ناظر هدایت می کنند.

قانون بازتاب نور:

پرتوهای فرود و منعکس شده در یک صفحه با یک سطح عمود بر سطح بازتابنده قرار دارند که در نقطه تابش پرتو قرار دارد.

بگذارید خط مستقیم MN سطح آینه، AO پرتو فرودی و OB پرتو بازتابیده، OC عمود بر سطح آینه در نقطه تابش پرتو باشد.

زاویه ایجاد شده توسط پرتو تابشی AO و OS عمود بر (زاویه AOS) زاویه تابش نامیده می شود. با حرف α ("آلفا") مشخص می شود. زاویه ای که توسط پرتو بازتابی OB و همان سیستم عامل عمود بر هم (یعنی زاویه COB) ایجاد می شود، زاویه بازتاب نامیده می شود، که با حرف نشان داده می شود. β ("بتا").

با حرکت منبع نور در امتداد لبه دیسک، زاویه تابش پرتو را تغییر می دهیم. بیایید آزمایش را تکرار کنیم، اما اکنون هر بار زاویه تابش و زاویه بازتاب مربوطه را یادداشت می کنیم.

مشاهدات و اندازه گیری ها نشان می دهد که برای تمام مقادیر زاویه تابش، برابری بین آن و زاویه انعکاس حفظ می شود.

پس قانون دوم بازتاب نور می گوید: زاویه بازتاب برابر با زاویه تابش است.

4. آینه تخت

به آینه ای که سطح آن صفحه باشد، آینه مسطح می گویند.

هنگامی که جسمی در مقابل آینه قرار می گیرد، به نظر می رسد که یک شی مشابه در پشت آینه وجود دارد، آنچه در پشت آینه می بینیم، تصویر آن شی نامیده می شود.

برای شروع، بیایید توضیح دهیم که چگونه چشم خود شیء را درک می کند، به عنوان مثال، یک شمع. از هر نقطه برش، پرتوهای نور در همه جهات واگرا می شوند. برخی از آنها در یک پرتو واگرا وارد چشم می شوند. چشم در جایی که پرتوها از آنجا می آیند، نقطه ای را می بیند (درک می کند). در محلی که آنها را قطع می کنند، جایی که نقطه در واقع واقع نشده است.

با نگاه کردن در آینه، تصویری خیالی از صورت خود می بینیم.

بیایید یک تکه شیشه صاف را به صورت عمودی قرار دهیم - به عنوان یک آینه عمل می کند. اما از آنجایی که شیشه شفاف است، خواهیم دید که چه چیزی پشت آن است. یک شمع روشن جلوی لیوان بگذارید. تصویر او را در شیشه خواهیم دید. در طرف دیگر لیوان (جایی که تصویر را می بینیم) همان شمع اما روشن نشده را قرار می دهیم و آن را حرکت می دهیم تا روشن شود. این بدان معنی است که تصویر یک شمع روشن در جایی قرار دارد که شمع روشن نشده است.

بیایید فاصله شمع تا لیوان و از لیوان تا تصویر شمع را اندازه بگیریم. این فاصله ها یکسان خواهد بود.

تجربه همچنین نشان می دهد که ارتفاع تصویر شمع با ارتفاع خود شمع برابر است، یعنی. ابعاد تصویر در یک آینه تخت با ابعاد جسم برابر است.

بنابراین، تجربه نشان می دهد که تصویر یک شی در یک آینه تخت دارای ویژگی های زیر است: این تصویر مجازی، مستقیم، از نظر اندازه با جسم برابر است، در همان فاصله پشت آینه قرار دارد که جسم در جلو قرار دارد. از آینه

تصویر در یک آینه تخت یک ویژگی دیگر دارد. به تصویر دست راست خود در آینه صفحه نگاه کنید، انگشتان در تصویر طوری قرار گرفته اند که انگار دست چپ شما هستند.

5. تصویر پراکنده و پراکنده

در یک آینه تخت تصویری را می بینیم که تفاوت کمی با خود جسم دارد. این به این دلیل است که سطح آینه صاف و صاف است و به این دلیل است که آینه بیشتر نوری را که روی آن فرو می‌افتد (۷۰ تا ۹۰ درصد) منعکس می‌کند.

سطح آینه ای پرتو نوری را که به صورت مستقیم بر روی آن فرو می رود منعکس می کند. برای مثال، اجازه دهید پرتوی از پرتوهای موازی خورشید بر روی یک آینه بیفتد. پرتوها نیز توسط یک پرتو موازی منعکس می شوند.

هر چیزی که آینه نشده باشد، یعنی. یک سطح ناهموار و ناصاف نور را پراکنده می کند: پرتوی از پرتوهای موازی که بر روی آن در همه جهات فرو می ریزد را منعکس می کند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که سطح ناهموار از تعداد زیادی سطوح مسطح بسیار کوچک تشکیل شده است که به طور تصادفی و در زوایای مختلف نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند. هر سطح مسطح کوچک نور را در جهت خاصی منعکس می کند. اما همه آنها با هم پرتوهای منعکس شده را در جهات مختلف هدایت می کنند، یعنی. نور را در جهات مختلف پراکنده می کند.

6. شکست نور

به نظر می رسد یک قاشق یا مداد در یک لیوان آب در مرز بین آب و هوا شکسته شده است. این را فقط می توان با این واقعیت توضیح داد که پرتوهای نوری که از قاشق می آیند در آب نسبت به هوا جهت متفاوتی دارند.

تغییر جهت انتشار نور هنگام عبور از مرز دو محیط را شکست نور می نامند.

هنگامی که یک پرتو از شیشه (آب) به هوا می رود، زاویه شکست بیشتر از زاویه تابش است.

توانایی شکست پرتوها در رسانه های مختلف متفاوت است. برای مثال، الماس پرتوهای نور را شدیدتر از آب یا شیشه می‌شکند.

اگر یک پرتو نور با زاویه 60* روی سطح الماس بیفتد، زاویه شکست پرتو تقریباً 21 * است. در همان زاویه تابش پرتو بر روی سطح آب، زاویه شکست حدود 30* است.

هنگامی که یک پرتو از یک محیط به رسانه دیگر می گذرد، نور در موقعیت های زیر شکسته می شود:

1. پرتوهای فرورفته و شکسته شده در یک صفحه قرار دارند که در نقطه تابش پرتو عمود بر صفحه جدایی دو محیط کشیده شده است.

2. بسته به اینکه پرتو از کدام محیط عبور کند، زاویه شکست ممکن است کمتر یا بیشتر از زاویه برخورد باشد.

7. لنز

از انعکاس و شکست نور برای تغییر جهت پرتوها یا به قول خودشان کنترل پرتوهای نور استفاده می شود. این اساس ایجاد ابزارهای نوری خاص مانند نورافکن، ذره بین، میکروسکوپ، دوربین و غیره است. بخش اصلی بیشتر آنها لنز است.

در اپتیک بیشتر از لنزهای کروی استفاده می شود. چنین عدسی ها بدنه هایی از شیشه نوری یا ارگانیک هستند که توسط دو سطح کروی محدود می شوند.

عدسی ها انواع مختلفی دارند که از یک طرف توسط یک سطح کروی و از طرف دیگر توسط یک سطح صاف یا مقعر محدب محدود می شوند، اما متداول ترین آنها محدب و مقعر هستند.

یک عدسی محدب یک پرتو از پرتوهای موازی را به یک پرتو همگرا تبدیل می کند و آن را در یک نقطه جمع می کند. بنابراین به عدسی محدب عدسی همگرا می گویند.

یک عدسی مقعر پرتوی از پرتوهای موازی را به پرتوی واگرا تبدیل می کند. بنابراین به عدسی مقعر عدسی واگرا می گویند.

ما لنزهایی را در نظر گرفتیم که در هر دو طرف با سطوح کروی محدود شده اند. اما عدسی ها نیز ساخته و استفاده می شوند که از یک طرف توسط یک سطح کروی و از طرف دیگر توسط یک سطح صاف یا عدسی های مقعر محدب محدود می شوند. با این حال، با وجود این، لنزها یا همگرا یا واگرا هستند. اگر قسمت میانی عدسی از لبه های آن ضخیم تر باشد، اشعه ها را جمع می کند و اگر نازکتر باشد، پراکنده می شود.

8. تصاویر تولید شده توسط لنز

با استفاده از یک لنز، می توانید پرتوهای نور را کنترل کنید. با این حال، با کمک یک لنز، نه تنها می توانید پرتوهای نور را جمع آوری و پراکنده کنید، بلکه تصاویر مختلفی از اجسام را نیز به دست آورید. به لطف این توانایی لنزها است که به طور گسترده در عمل مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین لنز در یک دوربین فیلمبرداری صدها برابر بزرگنمایی می کند و در یک دوربین نیز لنز تصویر کاهش یافته ای از جسم مورد عکاسی ارائه می دهد.

1. اگر جسمی بین عدسی و فوکوس آن قرار گیرد، تصویر آن بزرگ شده، مجازی، مستقیم است و دورتر از عدسی نسبت به جسم قرار دارد.

این تصویر هنگام استفاده از ذره بین هنگام مونتاژ ساعت، خواندن متن های کوچک و غیره به دست می آید.

2. اگر جسمی بین فوکوس و فوکوس مضاعف عدسی قرار گیرد، آنگاه عدسی تصویر بزرگ شده، معکوس و واقعی خود را می دهد. در سمت دیگر لنز نسبت به سوژه، پشت دو برابر فاصله کانونی قرار دارد.

این تصویر در یک دستگاه پروجکشن، در یک دوربین فیلم استفاده می شود.

3. جسم در پشت دو برابر فاصله عدسی قرار دارد.

در این حالت، لنز تصویر واقعی کاهش‌یافته، وارونه و واقعی از جسمی که در طرف دیگر لنز بین فوکس و فوکوس مضاعف قرار دارد، می‌دهد.

این تصویر در تجهیزات عکاسی استفاده می شود.

عدسی با سطوح محدب بیشتر پرتوها را بیشتر از عدسی با انحنای کمتر شکست می دهد. بنابراین فاصله کانونی یک عدسی محدب کمتر از یک عدسی محدب کمتر است. لنزهایی که فاصله کانونی کمتری دارند نسبت به لنزهای با فاصله کانونی بیشتر بزرگنمایی بیشتری تولید می کنند.

هر چه جسم به کانون نزدیکتر باشد، بزرگنمایی یک جسم بیشتر خواهد بود. بنابراین با استفاده از لنزها می توان تصاویری با بزرگنمایی زیاد و بسیار زیاد بدست آورد. به همین ترتیب می توانید تصاویری با کاهش های مختلف بدست آورید.

ادبیات

1. نور. منابع نور.

2. نزدیک بینی و دوربینی. عینک.

3. نور. ویرایش شده توسط N.A. سرزمین مادری