Példák a fényjelenségekre. Fényjelenségek az élő természetben

Az első probléma a fény egyenes vonalú terjedésével foglalkozik egy homogén átlátszó közegben.

A geometriai optika első törvénye: homogén átlátszó közegben a fény egyenes vonalúan terjed.

A fa magassága 21 méter. Egy ember magassága 1,75 méter. Az ember által vetett árnyék 3 méter. Határozza meg az árnyék hosszát, amelyet a fa vetni fog.

A probléma megoldása (1. ábra)

Rizs. 1. A probléma illusztrációja

A probléma megoldása a háromszögek hasonlóságához kapcsolódik.

Válasz: 36 méter

A második probléma a reflexió törvényével kapcsolatos.

Ha két lapos tükröt egymással párhuzamosan helyezünk el, és közéjük helyezünk egy égő gyertyát, hány képet figyelhetünk meg?

A probléma megoldása

Nézzük meg, hogyan jön létre a kép lapos tükrökben (2. ábra).

Rizs. 2. A probléma illusztrációja

Nézzük a bal oldali tükröt. Ebben kapunk egy virtuális képet egy fényforrásról, amely a fényforrással azonos távolságra lesz. A jobb oldali tükörben ugyanazt a tükröződést kapjuk. Ezután a bal oldali tükörben a visszaverődés képét kapjuk, a jobb oldali tükörben pedig az eredeti képet látjuk. Ez az érvelés a végtelenségig folytatható.

A következő probléma a fénytörés törvényével kapcsolatos.

A gyűjtőlencse gyújtótávolsága 20 cm Határozza meg ennek az objektívnek az optikai erejét.

Használjuk az SI rendszert:

F = 0,2 m

Az optikai teljesítmény az egynek az objektív gyújtótávolságához viszonyított aránya.

Válasz: 5 dioptria

Ha negatív optikai teljesítményt kapnánk, akkor divergáló lencséről beszélnénk.

A következő probléma a sugarak útját vizsgálja a lencsében.

Rizs. 3. A probléma illusztrációja

A fő optikai tengelyen két kép található (3. ábra). Az egyik kép egy tárgy, amely merőleges a fő optikai tengelyre. A második az objektum fordított képe, amely szintén merőleges a fő optikai tengelyre.

Meg kell határozni, hol található a konvergáló lencse, és hol van a fókusza.

A probléma megoldása

Rizs. 4. A probléma illusztrációja

Irányítsuk a sugarat az objektum tetejéről az A₁ kép tetejére (4. ábra). Ebben az esetben a sugár áthalad az optikai középponton. Vagyis ahol a nyaláb metszi a fő optikai tengellyel, ott lesz egy lencse.

A fókusz eléréséhez ugyanabból a pontból irányítunk egy sugarat a fő optikai tengellyel párhuzamosan. Eléri a lencsét, megtörik és úgy halad át, hogy a pontot is eltalálja. Ahol a megtört sugár metszi, a fő optikai tengely a lencse fókusza.

Megtanulta megoldani a „Fényjelenségek” témával kapcsolatos problémákat, és megismételte a geometriai optika főbb törvényeit.

Bibliográfia

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. /Szerk. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Túzok, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Felvilágosodás.

Házi feladat

1. Napsütéses napon a függőlegesen elhelyezett méteres vonalzó árnyékának magassága 50 cm, a faé pedig 6 méter. Mekkora a fa magassága?
2. A három lencse gyújtótávolsága rendre 1,25 m, 0,5 m és 0,04 m. Mekkora az egyes lencsék optikai teljesítménye?
3. Objektív segítségével egy gyertyaláng kinagyított fordított képe készült. Hol volt a gyertya a lencséhez képest?

1. Tepka.ru internetes portál ().
2. Multiurok.ru internetes portál ().
3. Infourok.ru internetes portál ().

Figyelem! A webhely adminisztrációja nem felelős a módszertani fejlesztések tartalmáért, valamint a fejlesztés szövetségi állami oktatási szabványnak való megfeleléséért.

• Résztvevő: Maksimova Anna Alekseevna
• Vezető: Gusarova Irina Viktorovna

A munka célja - kísérletekkel tanulmányozza a fényjelenségeket és a fény tulajdonságait, vegye figyelembe a fény három fő tulajdonságát: a terjedés egyenességét, a visszaverődést és a fénytörést különböző sűrűségű közegekben.

Feladatok:

1. Készítse elő a felszerelést.
2. Végezze el a szükséges kísérleteket.
3. Elemezze és dokumentálja az eredményeket.
4. Vonja le a következtetést.

Relevancia

A mindennapi életben folyamatosan találkozunk a fényjelenségekkel és azok különféle tulajdonságaival számos modern mechanizmus, eszköz működése is összefügg a fény tulajdonságaival. A fényjelenségek az emberek életének szerves részévé váltak, ezért vizsgálatuk releváns.

Az alábbi kísérletek a fény olyan tulajdonságait magyarázzák, mint a fény terjedésének egyenessége, visszaverődése és fénytörése.

A kísérletek biztosításához és leírásához A. V. Peryshkin „Fizika” című tankönyvének 13. sztereotip kiadása. 8. osztály." (túzok, 2010)

Biztonsági intézkedések

A kísérletbe bevont elektromos készülékek teljesen működőképesek, a rajtuk lévő feszültség nem haladja meg az 1,5 V-ot.

A berendezés stabilan az asztalon van elhelyezve, a működőképesség megőrződött.

A kísérletek végén az elektromos berendezéseket kikapcsoltuk, és a berendezést eltávolítottuk.

1. kísérlet. A fény egyenes vonalú terjedése. (149. o., 120. kép), (149. o., 121. kép)

A tapasztalat célja– egyértelmű példával igazolni a fénysugarak térbeli terjedésének egyenességét.

A fény egyenes vonalú terjedése az a tulajdonsága, amellyel leggyakrabban találkozunk. Egyenes vonalú terjedés esetén a fényforrásból származó energia egyenes vonalak (fénysugarak) mentén bármely tárgyra irányul, anélkül, hogy meghajolna. Ez a jelenség megmagyarázhatja az árnyékok létezését. De az árnyékokon kívül vannak félárnyékos, részben megvilágított területek is. Hogy megtudjuk, milyen körülmények között képződnek árnyékok és félárnyékok, és hogyan terjed a fény, végezzünk kísérletet.

Felszerelés:átlátszatlan gömb (szálon), papírlap, pontfényforrás (zseblámpa), kisebb méretű átlátszatlan gömb (szálon), amelynél a fényforrás nem pont lesz, papírlap , állvány a gömbök rögzítésére.

A kísérlet előrehaladása

Árnyékképzés

1. Tegyük sorba a tárgyakat: zseblámpa - első gömb (állványra rögzítve) - levél.
2. Megjelenik az árnyék a lapon.

Látjuk, hogy a kísérlet eredménye egységes árnyék volt. Tételezzük fel, hogy a fény egyenesen terjedt, akkor az árnyék kialakulása könnyen magyarázható: a pontforrásból érkező fény a gömb szélső pontjait érintő fénysugár mentén tovább haladt egyenes vonalban és mögötte. a gömb, ezért a lapon a gömb mögötti tér nincs megvilágítva.

Tegyük fel, hogy a fény görbe vonalak mentén haladt. Ebben az esetben a fénysugarak meggörbülve a gömbön túl esnének. Nem láttuk volna az árnyékot, de a kísérlet eredményeként az árnyék megjelent.

Most nézzük meg azt az esetet, amikor a penumbra képződik.

Árnyék és félárnyék kialakulása

1. Tegyük sorba a tárgyakat: zseblámpa - második gömb (állványra rögzítve) - lap.
2. Világítsuk meg a gömböt zseblámpával.
3. Megkapjuk az árnyékot, valamint a félárnyékot a lapon.

A kísérlet eredménye ezúttal az árnyék és a részleges árnyék. Az árnyék keletkezésének módja már a fenti példából ismert. Annak érdekében, hogy megmutassuk, hogy a félgömb kialakulása nem mond ellent a fény egyenes vonalú terjedésének hipotézisének, meg kell magyarázni ezt a jelenséget.
Ebben a kísérletben olyan fényforrást vettünk, amely nem pont, azaz egy gömbhöz viszonyítva sok pontból áll, amelyek mindegyike minden irányba fényt bocsát ki. Tekintsük a fényforrás legmagasabb pontját és az abból kiáramló fénysugarat a gömb legalacsonyabb pontjába. Ha megfigyeljük a sugár mozgását a gömb mögött a lap felé, észrevesszük, hogy a fény és a félárnyék határára esik. A hasonló pontokból ebbe az irányba haladó sugarak (a fényforrás pontjától a megvilágított tárgy ellenkező pontjáig) félárnyékot hoznak létre. De ha figyelembe vesszük a fénysugár irányát a fent jelzett ponttól a gömb felső pontjáig, akkor jól látható lesz, hogyan esik a sugár a félgömb tartományba.

Ebből a kísérletből azt látjuk, hogy a penumbra kialakulása nem mond ellent a fény egyenes vonalú terjedésének.

Következtetés

A kísérlet segítségével igazoltam, hogy a fény egyenes vonalban terjed, az árnyék és a félárnyék kialakulása bizonyítja terjedésének egyenes vonalúságát.

Jelenség az életben

A fényterjedés egyenességét széles körben alkalmazzák a gyakorlatban. A legegyszerűbb példa egy közönséges zseblámpa. A fénynek ezt a tulajdonságát minden lézert tartalmazó készülékben is alkalmazzák: lézeres távolságmérőkben, fémvágó eszközökben, lézermutatókban.

A természetben az ingatlan mindenhol megtalálható. Például egy fa koronájának résein áthatoló fény jól látható, az árnyékon áthaladó egyenes vonalat alkot. Persze ha nagy léptékekről beszélünk, akkor érdemes megemlíteni a napfogyatkozást, amikor a hold árnyékot vet a földre, ami miatt a Nap nem látszik a földről (természetesen az árnyékolt területéről beszélünk) . Ha a fény nem haladna egyenes vonalban, ez a szokatlan jelenség nem létezne.

2. kísérlet. A fényvisszaverődés törvénye. (154. o., 129. ábra)

A tapasztalat célja– bizonyítsa be, hogy a sugár beesési szöge megegyezik a visszaverődés szögével.

A fényvisszaverődés is a legfontosabb tulajdonsága. Az emberi szem által megfogott visszavert fénynek köszönhetően bármilyen tárgyat láthatunk.

A fényvisszaverődés törvénye szerint a beeső és a visszavert sugár ugyanabban a síkban fekszik, és a sugár beesési pontjában a két közeg határfelületére merőleges húzódik; A beesési szög egyenlő a visszaverődés szögével. Ellenőrizzük kísérlettel, hogy ezek a szögek egyenlőek-e, ahol egy lapos tükröt veszünk tükröző felületnek.

Felszerelés: egy speciális eszköz, amely egy nyomtatott körméretű korong, amely egy állványra van felszerelve, a lemez közepén egy vízszintesen elhelyezett kis lapos tükör (egy ilyen eszköz otthon is elkészíthető, korong helyett szögmérővel); körskálával), a fényforrás a lemez szélére erősített megvilágító vagy lézermutató, mérési lap.

A kísérlet előrehaladása

1. Helyezze a lapot a készülék mögé.
2. Kapcsoljuk fel a lámpát a tükör közepére irányítva.
3. Rajzoljunk merőlegest a tükörre a sugár beesési pontjában a lapon.
4. Mérjük meg a beesési szöget (ﮮα).
5. Mérjük meg a kapott visszaverődési szöget (ﮮβ).
6. Írjuk fel az eredményeket.
7. Változtassuk meg a beesési szöget a megvilágító mozgatásával, ismételjük meg a 4., 5. és 6. lépéseket.
8. Hasonlítsuk össze az eredményeket (minden esetben a beesési szög nagyságát a visszaverődési szög nagyságával).

A kísérlet eredményei az első esetben:

∠α = 50°

∠β = 50°

∠α = ∠β

A második esetben:

∠α = 25°

∠β = 25°

∠α = ∠β

A tapasztalatok alapján világos, hogy a fénysugár beesési szöge megegyezik a visszaverődés szögével. A tükörfelületet érő fény ugyanabban a szögben verődik vissza róla.

Következtetés

Tapasztalatok és mérések segítségével igazoltam, hogy amikor a fény visszaverődik, beesési szöge megegyezik a visszaverődés szögével.

Jelenség az életben

Ezzel a jelenséggel mindenhol találkozunk, hiszen szemünkkel érzékeljük a tárgyakról visszaverődő fényt. A természetben szembetűnő példa a visszavert fény tükröződése a vízen és más, jó visszaverőképességű felületeken (a felület kevesebb fényt nyel el, mint amennyit visszaver). Ne felejtse el a napsugarakat is, amelyeket minden gyermek készíthet egy tükör segítségével. Nem mások, mint egy tükörről visszaverődő fénysugár.

Egy személy a fényvisszaverődés törvényét alkalmazza olyan eszközökben, mint a periszkóp, a tükörfényvisszaverő (például a kerékpárokon lévő reflektor).

Egyébként a tükör fényének visszaverődésével a mágusok sok illúziót hoztak létre, például a „Flying Head” illúziót. A férfit egy dobozba tették a díszek közé úgy, hogy csak a feje látszott ki a dobozból. A doboz falait a díszlet felé hajló tükrök borították, amelyek tükröződése miatt nem lehetett látni a dobozt, és úgy tűnt, mintha nem lenne semmi a feje alatt, és a levegőben lógna. A látvány szokatlan és ijesztő. A reflexiós trükkök a színházakban is előfordultak, amikor szellemet kellett bemutatni a színpadon. A tükrök „bepárásodtak” és úgy döntöttek, hogy a színpad mögötti fülkéből visszaverődő fény látszott a nézőtéren. A szellemet alakító színész már megjelent a fülkében.

3. kísérlet. Fénytörés.(159. o., 139. ábra)

A tapasztalat célja- igazolni, hogy a beesési szög szinuszának és a törési szög szinuszának aránya két közeg esetén állandó érték; bizonyítsa be, hogy egy kevésbé sűrű közegből egy sűrűbbre érkező fénysugár beesési szöge (≠ 0°) nagyobb, mint a fénytörési szöge.

Életünk során gyakran találkozunk a fénytöréssel. Például, ha egy teljesen egyenes kanalat egy átlátszó pohár vízbe teszünk, azt látjuk, hogy a képe két közeg (levegő és víz) határán meghajlik, bár valójában a kanál egyenes marad.

A jelenség jobb vizsgálata érdekében értse meg, miért fordul elő, és bizonyítja be a fénytörés törvényét (a beeső és megtört sugarak ugyanabban a síkban helyezkednek el, és a sugár beesési pontján a két közeg határfelületére merőleges húzódik; a beesési szög szinuszának és a törési szög szinuszának aránya két környezetre állandó érték) példán keresztül végezzünk kísérletet.

Felszerelés: két különböző sűrűségű adathordozó (levegő, víz), egy átlátszó tartály a víz számára, egy fényforrás (lézermutató), egy papírlap.

A kísérlet előrehaladása

1. Öntsön vizet egy edénybe, és helyezzen mögé egy levelet bizonyos távolságra.
2. Irányítsunk egy fénysugarat a vízbe ≠ 0°-os szögben, mivel 0°-on fénytörés nem következik be, és a sugár változás nélkül átmegy egy másik közegbe.
3. Rajzoljunk merőlegest a két közeg határfelületére a nyaláb beesési pontjában.
4. Mérjük meg a fénysugár beesési szögét (∠α).
5. Mérjük meg a fénysugár törésszögét (∠β).
6. Hasonlítsuk össze a szögeket, és alakítsuk ki a szinuszuk arányát (a szinuszok megtalálásához használhatja a Bradis táblázatot).
7. Írjuk fel az eredményeket.
8. Változtassuk meg a beesési szöget a fényforrás mozgatásával, ismételje meg a 4-7.
9. Hasonlítsuk össze a szinuszarányok értékeit mindkét esetben.

Tegyük fel, hogy a különböző sűrűségű közegen áthaladó fénysugarak törést tapasztaltak. Ebben az esetben a beesési és törési szög nem lehet egyenlő, és ezen szögek szinuszainak aránya sem egyenlő. Ha nem történt fénytörés, azaz a fény az egyik közegből a másikba haladt anélkül, hogy az irányt megváltoztatná, akkor ezek a szögek egyenlőek lesznek (az egyenlő szögek szinuszainak aránya eggyel egyenlő). A feltételezés megerősítéséhez vagy megcáfolásához vegyük figyelembe a kísérlet eredményeit.

A kísérlet eredményei az első esetben:

∠α = 20

∠β = 15

∠α >∠β

sin∠α = 0,34 = 1,30

sin∠β 0,26

A kísérlet eredménye a második esetben:

∠α ˈ= 50

∠β ˈ= 35

∠α ˈ > ∠β ˈ

sin∠α ˈ= 0,77 = 1,35

sin∠β ˈ 0,57

A szinusz arányok összehasonlítása:

1,30 ~ 1,35 (mérési hibák miatt)

sin∠α = sin∠α ˈ = 1,3

sin∠β sin∠β ˈ

A kísérlet eredményei szerint a kevésbé sűrű közegből sűrűbbre érkező fény törésekor a beesési szög nagyobb, mint a törésszög. a beesési és megtört szögek szinuszainak aránya egyenlő (de nem egyenlő eggyel), azaz két adott közeg esetén állandó érték. A sugár iránya eltérő sűrűségű közegbe való belépéskor a közegben lévő fénysebesség változása miatt megváltozik. Sűrűbb közegben (itt, vízben) lassabban halad a fény, ezért változik a téren való áthaladás szöge.

Következtetés

Kísérleteim és méréseimmel igazoltam, hogy a fény megtörésekor a beesési szög szinuszának a törésszög szinuszához viszonyított aránya mindkét közeg esetében állandó érték, amikor a fénysugarak kevésbé sűrű közegből áthaladnak egy sűrűbb, a beesési szög kisebb, mint a törésszög.

Jelenség az életben

A fény törésével is elég gyakran találkozunk, számos példát tudunk hozni a látható kép torzulására, amikor áthaladunk a vízen és más közegeken. A legérdekesebb példa egy délibáb megjelenése a sivatagban. A délibáb akkor következik be, amikor a meleg levegőrétegekből (kevésbé sűrű) a hideg rétegekbe átmenő fénysugarak megtörnek, ami gyakran megfigyelhető a sivatagokban.

Az emberek a fénytörést különféle lencséket tartalmazó eszközökben használják (a fény megtörik, amikor áthalad a lencsén). Például optikai eszközökben, például távcsövekben, mikroszkópokban, távcsövekben és kamerákban. Az ember úgy is változtatja a fény irányát, hogy egy prizmán halad át, ahol a fény többszörösen megtörik, be- és kilépve.

A munka céljai megvalósultak.

93. Mit nevezünk fényforrásnak (49. §)?

Minden testet, amelyből fény árad, hívnak fényforrások. Vannak termikus és lumineszcens fényforrások, visszavert fényforrások:

- termikus fényforrások fényt bocsátanak ki, mert magas a hőmérsékletük (Nap, csillagok, láng, elektromos lámpa izzószála); a testek körülbelül 800 ° C hőmérsékleten kezdenek fényt bocsátani; feltalálta az elektromos lámpát Alekszandr Nyikolajevics Lodigin (1847-1923, Oroszország), modern megjelenést kölcsönzött a lámpának Thomas Edison (1847-1931, USA);

- fluoreszkáló fényforrások– hideg fényforrásokról van szó, amelyek sugárzása nem függ a hőmérséklettől (fluoreszkáló és gázlámpák, tévéképernyő, számítógép-monitor, elektronikai eszközök kijelzője, LED-ek, rothadt poloskák, szentjánosbogarak, egyes tengeri állatok);

- visszavert fényforrások nem bocsátják ki magukat; csak akkor világítanak, ha valamilyen forrásból fény esik rájuk. Például a Hold, a bolygók és műholdaik, a Föld mesterséges műholdai visszaverik a Nap fényét; Éjszaka a tárgyak azért láthatók, mert visszaverik a holdfényt vagy a termikus és lumineszcens forrásokból származó fényt.

94. Hogyan terjed a fény homogén közegben (§50)?

Ugyanabból az anyagból álló homogén közegben (például levegő, üveg, víz) a fény terjed egyértelmű.

A fény egyenes vonalú terjedését a geometria megalapítója határozta meg Euklidész (Kr. e. 325-265, ókori Görögország).

95. Mi a fénysugár és a fénysugár (§51)?

- Fénysugár szűk korlátozott fényáramot jelent; fénynyalábokat lehet izolálni kis lyukak segítségével átlátszatlan lemezek úgynevezett rekeszizom.

Egy fénysugár lehet párhuzamos(A), divergens(b), konvergens(V).

A különböző forrásokból származó fénysugarak függetlenek egymástól, és nem befolyásolják egymás terjedését. Ezt a tulajdonságot ún a fénysugarak függetlensége.

- Fénysugár egy vonal, amely a fény terjedésének irányát jelzi, és a fénysugarak ábrázolására szolgál.

96. Mi az a pontszerű fényforrás (§52)?

Pontos fényforrás- ez egy olyan forrás, amelynek méretei kicsik a megfigyelőtől való távolsághoz képest.

97. Mi az árnyék és a félárnyék (§52).

- Árnyék- ez a tárgy mögötti térrész, amelybe a forrásból származó fény nem jut be. A tárgyak árnyéka akkor jön létre, amikor pontszerű fényforrások világítják meg őket.

- Penumbra- Ez az a terület, amelybe a fényforrásnak csak egy részéről jut be a fény.

Amikor a tárgyakat kiterjesztett fényforrások világítják meg, egy terület képződik árnyékok és félárnyék. Például amikor a Hold a Nap és a Föld között van, egy árnyék (teljes napfogyatkozás) és félárnyék (részleges napfogyatkozás) területe esik a Holdról a Földre.

98. Mi a fényvisszaverődés törvénye (53. §)?

A fényvisszaverődés törvénye a dolog a következő:

A fény visszaverődési szöge megegyezik a beesési szöggel:

A beeső sugár, a visszavert sugár és a merőleges, amelyek a sugárnak a két közeg határfelületére való beesési pontján vannak felállítva, ugyanabban a síkban vannak.

A beeső és a visszavert sugarak visszafordíthatók. Például, ha egy fénysugár AO irányban esik egy tükörre, akkor az OB irányban visszaverődik; ha a fény BO irányba esik a tükörre, akkor az OA sugár visszaverődik.

99. Mi az a tükör- és diffúz fényvisszaverődés (§53)?

- Tükrözött Ezt nevezzük visszaverődésnek, amikor egy sima (tükör) felület párhuzamos marad a visszaverődés után is. A sima polírozott felületek, tükrök és vízfelületek tükrözik a tükröket.

- Diffúz Ezt nevezzük visszaverődésnek, amikor egy durva felületre beeső párhuzamos fénysugár szórtan verődik vissza, pl. a sugarak különböző irányokba fognak irányulni. A diffúz (szórt) tükröződésnek köszönhetően látjuk a környező tárgyakat, a minket körülvevő világot.

100. Milyen törvények szerint ábrázolnak egy tárgyat síktükörben (54. §)?

- Lapos tükör közvetlen és virtuális képet ad egy tárgyról.

Egy tárgy síktükörben lévő képe ugyanolyan méretű, mint a tárgy.

A tárgy távolsága a lapos tükörtől egyenlő a tükör és a kép közötti távolsággal, azaz. a tárgy és képe szimmetrikus a tükörhöz képest.

Egy lapos tükör ad képzeletbeli tárgy (érvénytelen, látszólagos) képe.

101. Milyen gömbtükröket ismer és milyen paraméterekkel jellemezhető (§55)?

- Gömb alakú tükrök egy üreges gömb felületének részei. Vannak gömb alakú tükrök homorúÉs konvex. Homorú tükör esetében egy üreges golyó belső homorú felülete tükörszerű. Konvex tükörben egy üreges golyó külső konvex felülete tükröződik.

A gömbtükrökre jellemző pólus, optikai középpont, sugár, fő optikai tengely, fő fókusz és gyújtótávolság.

Az ábrán: C pont – tükörpólus; t. O – optikai központ; СО – tükör sugara; közvetlen CO – a tükör fő optikai tengelye; t. F – a tükör fő fókusza; távolság FC – a tükör gyújtótávolsága.

Homorú tükröket használnak:

Amikor párhuzamos fénysugarat kell létrehoznia. Ehhez egy világító lámpát helyeznek el a tükör fókuszpontjában. Lámpákban, autófényszórókban, reflektorokban használják:

Amikor egy tükörre eső párhuzamos sugarakat kell fókuszba állítani. Ezt tükröző teleszkópban használják.

102. Mit nevezünk fénytörésnek (57. §)?

A fény terjedési irányának változását egyik közegből a másikba való áthaladáskor nevezzük fénytörés.

103. Mi jellemzi egy közeg optikai sűrűségét (§57)?

A közeg optikai sűrűsége a fény terjedési sebessége jellemzi benne. Minél nagyobb a fény terjedési sebessége, annál kisebb a közeg optikai sűrűsége. Például a vákuum optikai sűrűsége, ahol a fény sebessége a legnagyobb és = 300 000 km/s, egyenlő 1-gyel.

104. Hogyan fogalmazódik meg a fénytörés törvénye (57. §)?

- Ha egy fénysugár optikailag kevésbé sűrű közegből optikailag sűrűbb közegbe kerül (például levegőből vízbe), akkor a törésszög kisebb, mint a beesési szög (< ).

Ha a fény egy optikailag sűrűbb közegből egy optikailag kevésbé sűrű közegbe jut át ​​(például vízből levegőbe), akkor a törésszög nagyobb, mint a beesési szög (>).

A beeső és megtört sugár, valamint a sugár beesési pontján a két közeg határfelületére felállított merőleges ugyanabban a síkban fekszenek.

- A beesési szög szinusza összefügg a törésszög szinuszával, mivel az első közegben a fény sebessége a második közegben lévő fénysebességhez tartozik: .

105. Mit nevezünk a teljes belső visszaverődés határszögének (§58)?

Jelenség teljes belső reflexió akkor figyelhető meg, amikor egy fénysugár optikailag sűrűbb közegből optikailag kevésbé sűrű közegbe megy át. A teljes belső visszaverődés beesési szögét nevezzük a teljes belső visszaverődés határszöge.

A teljes belső visszaverődés jelenségét például prizmákban használják a fénysugarak irányának megváltoztatására. Az ilyen prizmákat távcsövekben és periszkópokban használják.

106. Mit nevezünk fényvezetőnek és száloptikának (§59)?

Fényvezetőnek nevezzük azokat a hajlékony üvegrudakat, amelyeknek az egyik végéről belépő, többszörösen teljes belső visszaverődést tapasztaló fénysugár a másik végéről teljesen kilép. Az optika egy új ágát, amely a fényvezetők információtovábbításra való felhasználásán alapul, száloptikának nevezik.

107. Mit nevezünk lencsének? Milyen típusú lencsék vannak (§60)?

Lencseátlátszó testnek nevezzük, amelyet két gömbfelület határol. Vannak lencsék domború (gyűjtő) és homorú (szóródás).

108. Mit nevezünk a lencse optikai középpontjának, főfókuszának és gyújtótávolságának (§60)?

- Fő optikai tengely- ez a lencsét határoló gömbfelületek középpontjain áthaladó egyenes.

- A lencse optikai közepe- Ez az a pont, amelyen a fénysugarak törés nélkül haladnak át. A sugarak törés nélkül haladnak át a lencse optikai középpontján.

- Fő fókusz lencse- ez az a pont, ahol a fénytörés után a lencsére eső fénysugarak a fő optikai tengellyel párhuzamosan konvergálnak.

109. Mit nevezünk egy lencse optikai erejének (60. §)?

A gyújtótávolság reciproka ún a lencse optikai teljesítménye: . Az optikai teljesítményt mértékegységben mérik dioptria(dopter). 1 dioptria = 1/m.

110. Hogyan értelmezhető a lencseképlet (§61)?

A tárgy és a lencse, valamint a lencse és a kép közötti távolság reciprok összege megegyezik a gyújtótávolság reciprokával: .

111. Mekkora a lencse nagyítása (§61)?

Lencse nagyítás egyenlő a lencse és a kép közötti távolság és a tárgy és a lencse közötti távolság arányával: .

112. Milyen részekből áll a szem (63.§)?

Szem emberi gömb alakú, 25 cm átmérőjű, kívülről tartós fehér héj borítja sclera (1) . A sclera elülső átlátszó részét ún szaruhártya (2) . A szaruhártya mögött található írisz (3), a szemszín meghatározása. Az írisz közepén van tanítvány, ami mögött egy átlátszó objektív (4), konvergáló lencse alakú. A szem optikai rendszere a hátsó falán ad, ún retina (5), egy tárgy valódi, kicsinyített és fordított képe.

113. Mit nevezünk (63.§): a szem akkomodációja? látószög? legjobb látótávolság?

- A szem elhelyezése a szemnek a tárgytól való távolság változásaihoz való alkalmazkodása a lencse görbületének beállításával.

- Látószög az a szög, amelyben egy tárgy a szem optikai középpontjából látható.

- A legjobb látási távolság normál felnőtt szemnél 25 cm, gyerekeknél körülbelül 10 cm.

114. Mi a különbség a rövidlátás és a távollátás között (64. §)?

Két fő látássérülés létezik: rövidlátás és távollátás.

Rövidlátóknál a tárgy tiszta képe a retina előtt, távollátónál pedig a retina mögött keletkezik.

A rövidlátás korrigálható divergens (konkáv) lencsés szemüveg viselésével, a távollátás - konvergens (konvex) lencsékkel.

115. Nevezze meg az optikai eszközöket és rendeltetésüket (64. §).

Optikai műszerek olyan eszközöknek nevezzük, amelyek működése lencsék használatán alapul. Ez:

- szemüveg, a rövidlátás és a távollátás korrigálására szolgál;

- nagyító– rövid gyújtótávolságú (1-10 cm) objektív, amely kis tárgyak megtekintésére szolgál;

- mikroszkóp, amelyet mikroszkopikus testek vizsgálatára terveztek;

- távcső távoli testek megfigyelésére;

- távcsőégitestek tanulmányozására;

- periszkóp fedezék mögül történő megfigyeléshez;

- kamera tiszta fényképes fényképek készítése a tárgyakról;

- vetítő eszközök - diavetítő, filmvetítő, grafikus projektor– a képernyőn lévő tárgy kinagyított képének létrehozására szolgál.

116. Hogyan számítják ki a nagyító nagyítását (§64)?

Nagyító egy rövid gyújtótávolságú (1-10 cm) objektív, amelyet kis tárgyak megtekintésére használnak.

Nagyító egyenlő a legjobb látás távolságának a nagyító gyújtótávolságához viszonyított arányával: .

117. Mit nevezünk a fehér szín spektrumának (65. §)?

A fehér összetett szín; hét egyszerű színből áll.

A fehér spektrum egy többszínű sáv, amely a fehér fény bomlásának eredményeként keletkezik, és hét egyszerű színből áll: piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és lila (minden vadász tudni akarja, hol ül a fácán ).

Ha egy párhuzamos fénysugarat egy háromszög alakú prizmára irányítunk, a képernyőn egy többszínű csíkot kapunk, amelyet fehér fényspektrumnak nevezünk. A spektrum azért keletkezik, mert a különböző színű nyalábokat egy prizma eltérően töri meg. A vörös sugarak gyengébb, míg az ibolya sugarak erősebben törnek. A fennmaradó színek között helyezkednek el.

A napfény spektrumára példa a szivárvány, amely a fehér fénynek az átlátszó esőcseppeken történő bomlásával jön létre.

118. Milyen színeket nevezünk (66. §): kiegészítőnek? a főbbek?

- További olyan színek, amelyek összeadva fehéret adnak.

- Három spektrális színt - pirosat, zöldet és kéket - nevezünk elsődlegesnek. Mert a spektrum többi színének összeadásával egyik sem érhető el; e három szín hozzáadásával fehéret kaphatunk; Attól függően, hogy milyen arányban adják hozzá ezeket a színeket, különböző színeket és árnyalatokat kaphat.

119. Ismertesse az eredetet (67. §): a) a testek színtelensége, b) a testek átlátszósága, c) a testek felületének színe.

Két közeg határfelületén három jelenség lép fel: a visszaverődés (szórás), a fénytörés és a fényelnyelés. A fehér fénnyel megvilágított test színe attól függ, hogy a test milyen színű fényt szór, enged át vagy nyel el.

Az átlátszó vagy színtelen testek (például üveg, víz, levegő) gyengén verődnek vissza, és átengedik a fehér fény minden színét.

A vörös üveg minden színt elnyel, kivéve a vöröset. A zöld üveg minden színt elnyel, kivéve a zöldet.

A fehér fénnyel megvilágított test színét az általa visszavert szín határozza meg. Például egy vörös test a vörös színt tükrözi, és elnyeli a többi színt.

A fehér test (papír, hó, vászon) minden színt tükröz.

Az öt érzékszerv közül a látás adja a legtöbb információt a minket körülvevő világról. De a körülöttünk lévő világot csak azért láthatjuk, mert a fény behatol a szemünkbe. Tehát elkezdjük a fény vagy az optikai (görög optikos - vizuális) jelenségek, vagyis a fénnyel kapcsolatos jelenségek tanulmányozását.

Fényjelenségek megfigyelése

Nap mint nap találkozunk fényjelenségekkel, mert azok a természetes környezet részét képezik, amelyben élünk.

Egyes optikai jelenségek igazi csodának tűnnek számunkra, például délibábok a sivatagban, aurórák. De el kell ismerni, hogy ismerősebb fényjelenségek: harmatcsepp ragyogása a napsugárban, holdút a vízen, hétszínű szivárványhíd egy nyári eső után, villámlás zivatarfelhőkben, csillagok csillogása az éjszakai égbolton - is csodálatosak, mert széppé varázsolják a körülöttünk lévő világot, tele varázslatos szépséggel és harmóniával.

Megtudni, mik a fényforrások

A fényforrások olyan fizikai testek, amelyek részecskéi (atomok, molekulák, ionok) fényt bocsátanak ki.

Nézzen körül, hivatkozzon tapasztalataira - és kétségtelenül sok fényforrást fog megnevezni: csillag, villámcsapás, gyertyaláng, lámpa, számítógép-monitor stb. (lásd például a 9.1. ábrát) . Fényt az élőlények is kibocsáthatnak: szentjánosbogarak - meleg nyári éjszakákon erdei fűben látható fényes pontok, egyes tengeri állatok, radioláriumok stb.

Tiszta holdfényes éjszakán elég jól látni a holdfénnyel megvilágított tárgyakat. A Hold azonban nem tekinthető fényforrásnak, mert nem bocsát ki, hanem csak visszaveri a Napból érkező fényt.

Lehet-e fényforrásnak nevezni azt a tükröt, amellyel „napsugarat” lövöldözöl? Magyarázza meg válaszát.

A fényforrások megkülönböztetése

Rizs. 9.2. Erőteljes mesterséges fényforrások - halogén lámpák egy modern autó fényszóróiban

Rizs. 9.3. A modern közlekedési lámpák jelzései még erős napsütésben is jól láthatóak.

Ezekben a közlekedési lámpákban az izzólámpákat LED-lámpákra cserélik

Eredetüktől függően vannak természetes és mesterséges (ember által készített) fényforrások.

A természetes fényforrások közé tartozik a Nap és a csillagok, a forró láva és az aurora, néhány élő szervezet (mélytengeri tintahal, világító baktériumok, szentjánosbogarak) stb.

Már az ókorban is elkezdtek mesterséges fényforrásokat létrehozni az emberek. Eleinte tüzek, fáklyák, később - fáklyák, gyertyák, olaj- és petróleumlámpák; század végén Feltalálták az elektromos lámpát. Ma már mindenhol különböző típusú elektromos lámpákat használnak (9.2., 9.3. ábra).

Milyen típusú elektromos lámpákat használnak a lakóépületekben? Milyen lámpákat használnak többszínű megvilágításhoz?

Vannak termikus és fluoreszkáló fényforrások is.

A hőforrások fényt bocsátanak ki, mivel magas hőmérsékletük van (9.4. ábra).

A fluoreszkáló fényforrások világításához nincs szükség magas hőmérsékletre: a fénysugárzás meglehetősen intenzív lehet, miközben a fényforrás viszonylag hideg marad. Fluoreszkáló fényforrások például az aurora és a tengeri plankton, a telefon képernyője, a fénycső, a fluoreszkáló festékkel bevont útjelző tábla stb.

Rizs. 9.4. Néhány termikus fényforrás

Tanulmányozási pont és kiterjesztett fényforrások

Pontszerű fényforrásnak nevezzük azt a fényforrást, amely minden irányban egyformán bocsát ki fényt, és amelynek méretei a megfigyelési hely távolságát figyelembe véve elhanyagolhatóak.

A pontszerű fényforrások egyértelmű példája a csillagok: a Földről figyeljük meg őket, vagyis olyan távolságból, amely több milliószor nagyobb, mint maguk a csillagok.

Azokat a fényforrásokat, amelyek nem pontforrások, kiterjesztett fényforrásoknak nevezzük. A legtöbb esetben kiterjesztett fényforrásokkal van dolgunk. Ez egy fénycső, egy mobiltelefon képernyője, egy gyertyaláng és egy tűz.

A körülményektől függően ugyanaz a fényforrás tekinthető kiterjesztettnek és pontnak is.

ábrán. A 9.5 egy lámpát mutat a tájkerti világításhoz. Szerinted ez a lámpa milyen esetben tekinthető pontszerű fényforrásnak?

Jellemző fényvevők

A fényvevők olyan eszközök, amelyek fény hatására megváltoztatják tulajdonságaikat, és amelyek segítségével a fénysugárzás detektálható.

A fényvevők lehetnek mesterségesek vagy természetesek. Bármely fényvevőben a fénysugárzás energiája más típusú energiává - termikussá - alakul át, ami a fényt elnyelő, elektromos, kémiai, sőt mechanikai testek melegítésében nyilvánul meg. Az ilyen átalakulások eredményeként a vevők bizonyos módon reagálnak a fényre vagy annak változásaira.

Például egyes biztonsági rendszerek fotoelektromos fényvevőkön – fotocellákon – működnek. A védett objektum körüli térbe behatoló fénysugarak fotocellákra irányulnak (9.6. ábra). Ha ezek közül az egyik nyaláb blokkol, a fotocella nem kap fényenergiát, és ezt azonnal „jelenti”.

A napelemekben a fotocellák a fényenergiát elektromos energiává alakítják. Sok modern naperőmű a napelemek nagy „energiamezője”.

Fényképezésre sokáig csak fotokémiai fényvevőket (fotófilm, fotópapír) használtak, amelyekben a fény hatására bizonyos kémiai reakciók lépnek fel (9.7. ábra).

A hozzánk legközelebbi csillagtól, az Alpha Centauritól a fény közel 4 évig terjed a Földre. Ez azt jelenti, hogy ha ránézünk erre a csillagra, valójában azt látjuk, milyen volt 4 évvel ezelőtt. De vannak galaxisok, amelyek több millió fényévnyire vannak tőlünk (vagyis a fénynek több millió évre van szüksége ahhoz, hogy elérje őket!). Képzeld el, hogy egy ilyen galaxisban van egy csúcstechnológiás civilizáció. Aztán kiderül, hogy olyannak látják bolygónkat, amilyen a dinoszauruszok idején volt!

A modern digitális fényképezőgépekben a fényképészeti film helyett nagyszámú fotocellából álló mátrixot használnak. Ezen elemek mindegyike megkapja a fényáram „saját” részét, elektromos jellé alakítja, és ezt a jelet továbbítja a képernyő egy bizonyos helyére.

A természetes fényvevők az élőlények szemei ​​(9.8. ábra). A fény hatására bizonyos kémiai reakciók lépnek fel a szem retinájában, idegimpulzusok keletkeznek, amelyek eredményeként az agy képet alkot a körülöttünk lévő világról.

Ismerje meg a fény sebességét

Ha a csillagos eget nézed, nem valószínű, hogy észreveszed, hogy néhány csillag már kialudt. Sőt, őseink több generációja is megcsodálta ugyanezeket a csillagokat, és ezek a csillagok még akkor sem léteztek! Hogyan lehet az, hogy van fény egy csillagból, de maga csillag nincs?

A tény az, hogy a fény véges sebességgel terjed a térben. A fény terjedésének c sebessége óriási, vákuumban pedig körülbelül háromszázezer kilométer másodpercenként:

A fény sok kilométert tesz meg a másodperc ezredrésze alatt. Ez az oka annak, hogy ha a fényforrás és a vevő távolsága kicsi, a fény azonnal terjed. De a távoli csillagok fényének több ezer és millió év kell ahhoz, hogy elérjen bennünket.

Foglaljuk össze

Azokat a fizikai testeket, amelyek atomjai és molekulái fényt bocsátanak ki, fényforrásoknak nevezzük. A fényforrások termikusak és fluoreszkálóak; természetes és mesterséges; pont és kiterjesztett. Például az aurora egy természetes, kiterjesztett lumineszcens fényforrás.

Fényvevőknek nevezzük azokat az eszközöket, amelyek a fény hatására megváltoztatják a paramétereiket, és amelyek segítségével a fénysugárzás detektálható. A fényvevőkben a fénysugárzás energiája más típusú energiává alakul át. Az élőlények látószervei a fény természetes befogadói.

A fény véges sebességgel halad a térben. Sebesség

a fény terjedése vákuumban megközelítőleg: c = 3 10 m/s. Ellenőrző kérdések

1. Milyen szerepet játszik a fény az emberi életben? 2. Határozzon meg egy fényforrást. Adj rá példákat. 3. A Hold fényforrás? Magyarázza meg válaszát. 4. Mondjon példákat természetes és mesterséges fényforrásokra! 5. Mi a közös a termikus és a fluoreszkáló fényforrásokban? Mi a különbség? 6. Milyen feltételek mellett tekinthető egy fényforrás pontforrásnak? 7. Milyen eszközöket nevezünk fényvevőknek? Mondjon példákat természetes és mesterséges fényvevőkre! 8. Mekkora a fénysebesség vákuumban?

9. számú gyakorlat

1. Határozzon meg egyezést a fényforrás (lásd az ábrát) és típusa között.

A természetes termikus B mesterséges termikus C természetes lumineszcens D mesterséges lumineszcens

2. Minden sornál azonosítsa az „extra” szót vagy kifejezést.

a) gyertyaláng, Nap, csillag, Hold, LED lámpa;

b) számítógép képernyője, villám, izzólámpa, zseblámpa;

c) fénycső, gázégő lángja, tűz, radiolária.

3. Körülbelül mennyi idő alatt teszi meg a fény a Nap és a Föld közötti távolságot - 150 millió km-t?

4. A jelzett esetek közül melyikben tekinthető pontszerű fényforrásnak a Nap?

a) napfogyatkozás megfigyelése;

b) a Nap megfigyelése a Naprendszeren kívül repülő űrhajóról;

c) idő meghatározása napórával.

5. A csillagászatban használt hosszúság egyik mértékegysége a fényév. Hány méter egy fényév, ha egyenlő azzal a távolsággal, amelyet a fény egy év alatt vákuumban megtesz?

6. Használjon további információforrásokat, és derítse ki, ki és hogyan mérte először a fénysebességet.

Ez tankönyvi anyag

Esszé

A témában: Fényjelenségek

Készítette: Khrapatov D. A.

Ellenőrizte:

1. Fény. Fényforrások

2. Fényterjedés

3. Fényvisszaverődés

4. Lapos tükör

5. Tükröző és diffúz kép

6. Fénytörés

8. Az objektív által készített képek

Fény. Fényforrások

Fény... jelentősége nagyon nagy az életünkben. Nehéz elképzelni az életet fény nélkül. Hiszen minden élőlény a fény és a hő hatására születik és fejlődik.

Az emberi tevékenység fennállásának kezdeti időszakában - élelemszerzés, ellenséges védelem, vadászat - a nappali fénytől függött. Aztán az ember megtanult tüzet gyújtani és karbantartani, elkezdte megvilágítani otthonát és fáklyákkal vadászni. De tevékenysége minden esetben nem haladhatott világítás nélkül.

Az égitestek által küldött fény lehetővé tette a Nap, a csillagok, a bolygók, a Hold és más műholdak helyzetének és mozgásának meghatározását. A fényjelenségek tanulmányozása segítette olyan műszerek megalkotását, amelyek segítségével megismertük a Földtől sok milliárd kilométerre található égitestek szerkezetét, sőt összetételét. Teleszkópos megfigyelések és a bolygók fényképei alapján tanulmányozták felhőtakarójukat, felszíni jellemzőiket és forgási sebességüket. Elmondhatjuk, hogy a csillagászat tudománya a fénynek és a látásnak köszönhetően keletkezett és fejlődött.

A fény tanulmányozása az alapja az ember számára oly szükséges mesterséges világítás létrehozásának. Fényre mindenhol szükség van: a közlekedésbiztonság a fényszórók és az útvilágítás használatához kapcsolódik; katonai felszerelések jelzőlámpákat és keresőlámpákat használnak; a munkahely normál világítása elősegíti a munka termelékenységének növelését; A napfény növeli a szervezet betegségekkel szembeni ellenálló képességét, és javítja az ember hangulatát.

Mi a fény? Miért és hogyan érzékeljük?

A fény tanulmányozásával foglalkozó tudományágat optikának is nevezik (a görög optos szóból - látható, látható).

A fény (optikai) sugárzást fényforrások hozzák létre.

Vannak természetes és mesterséges fényforrások. A természetes fényforrások közé tartozik a Nap, a csillagok, az aurora, a villámlás; mesterséges - lámpák, gyertyák, TV és mások.

A fényforrást azért látjuk, mert a név által keltett sugárzás a szemünkbe esik. De látunk olyan testeket is, amelyek nem fényforrások – fák, házak, szobafalak, Hold, bolygók stb. Azonban csak akkor látjuk őket, ha fényforrással megvilágítják őket. A fényforrásokból származó, tárgyak felületére eső sugárzás irányt változtat és a szemekbe jut.

2. Fényterjedés

Az optika az egyik legősibb tudomány.

Jóval azelőtt, hogy megismerték volna, mi a fény, néhány tulajdonságát felfedezték és a gyakorlatban is felhasználták.

Megfigyelések és kísérletek alapján megállapították a fény terjedésének törvényeit, a fénysugár fogalmát használva.

A SUGÁR az a vonal, amelyen a fény halad.

A fény egyenes vonalú terjedésének törvénye.

A fény átlátszó homogén közegben egyenes vonalban halad.

Ehhez a törvényhez egy példát tekinthetünk - az árnyék kialakulását:

Ha meg akarjuk akadályozni, hogy egy lámpa fénye a szemünkbe kerüljön, akkor a kezünkkel blokkolhatjuk, vagy lámpaernyőt helyezhetünk a lámpára. Ha a fény nem halad egyenes vonalban, akkor az akadály szélein meghajolhat, és a szemünkbe kerülhet. Például nem tudja „blokkolni” a hangot a kezével, ez megkerüli ezt az akadályt, és mi halljuk.

Vizsgáljuk meg ezt a jelenséget kísérletileg.

Vegyünk egy villanykörtét egy zseblámpából. Helyezzük a képernyőt bizonyos távolságra tőle. A lámpa teljesen megvilágítja a képernyőt. Tegyünk egy átlátszatlan testet (például fémgolyót) az izzó és a képernyő közé. Most egy sötét kör jelenik meg a képernyőn, mivel a labda mögött árnyék keletkezett - egy tér, amelybe a forrásból származó fény nem esik.

De nem mindig látjuk azt a világosan leírt árnyékot, amelyet a leírt élettapasztalat során kaptunk. Ha a fényforrás mérete sokkal nagyobb, akkor az árnyék körül félárnyék képződik. Ha a szemünk az árnyéktartományban lenne, akkor nem a fényforrást látnánk, de a félárnyékból az egyik szélét látnánk. A fényterjedés törvényét az ókori egyiptomiak használták oszlopok, oszlopok és falak egyenes vonalú elhelyezésére. Az oszlopokat úgy helyezték el, hogy az összes többi ne látszódjon a szemhez legközelebb eső oszlop mögül.

3. Fényvisszaverődés

Irányítsunk egy fénysugarat a fényforrásból a képernyőre. A képernyő meg lesz világítva, de nem fogunk látni semmit a forrás és a képernyő között. Ha egy darab papírt helyez a forrás és a képernyő közé, az látható lesz. Ez azért történik, mert a sugárzás a lap felületére érve visszaverődik, irányt változtat és a szemünkbe kerül. A teljes fénysugár láthatóvá válik, ha a képernyő és a fényforrás közötti levegő porosodik. Ebben az esetben a porrészecskék visszaverik a fényt, és a megfigyelő szemébe irányítják azt.

A fényvisszaverődés törvénye:

A beeső és a visszavert sugár ugyanabban a síkban fekszik, merőleges a visszaverő felületre, amely a sugár beesési pontján van felállítva.

Legyen az MN egyenes a tükör felülete, az AO a beeső és az OB a visszavert sugár, az OC pedig a tükörfelületre merőleges a sugár beesési pontjában.

A beeső AO sugár és a merőleges OS által alkotott szöget (az AOS szöget) beesési szögnek nevezzük. α („alfa”) betűvel jelöljük. Az OB visszavert sugár és az azonos merőleges OS által alkotott szöget (azaz COB szöget) visszaverődési szögnek nevezzük, ezt betűvel jelöljük. β ("béta").

A fényforrást a korong széle mentén mozgatva megváltoztatjuk a sugár beesési szögét. Ismételjük meg a kísérletet, de most minden alkalommal feljegyezzük a beesési szöget és a megfelelő visszaverődési szöget.

A megfigyelések és mérések azt mutatják, hogy a beesési szög minden értékénél megmarad az egyenlőség a beesési szög és a visszaverődési szög között.

Tehát a fényvisszaverődés második törvénye azt mondja: a visszaverődés szöge egyenlő a beesési szöggel.

4. Lapos tükör

Azt a tükröt, amelynek felülete sík, síktükörnek nevezzük.

Amikor egy tárgy a tükör előtt van, úgy tűnik, hogy a tükör mögött van egy hasonló tárgy, amit a tükör mögött látunk, azt a tárgy képének nevezzük.

Először is magyarázzuk el, hogyan érzékeli a szem magát a tárgyat, például egy gyertyát. A vágás minden pontjáról a fénysugarak minden irányban eltérnek. Némelyikük széttartó nyalábban lép be a szembe. A szem lát (érzékel) egy pontot azon a helyen, ahonnan a sugarak jönnek, azaz. metszéspontjukon, ahol a pont valójában nem található.

A tükörbe nézve az arcunk képzeletbeli képét látjuk.

Helyezzen egy darab síküveget függőlegesen - tükörként fog szolgálni. De mivel az üveg átlátszó, meglátjuk azt is, mi van mögötte. Helyezzen egy égő gyertyát az üveg elé. Látni fogjuk a képét az üvegben. Az üveg másik oldalára (ahol a képet látjuk) helyezzük el ugyanazt, de gyújtatlan gyertyát, és mozgassuk, amíg világítanak. Ez azt jelenti, hogy a meggyújtott gyertya képe ott van, ahol a meg nem világított gyertya van.

Mérjük meg a távolságot a gyertyától az üvegig, illetve az üvegtől a gyertya képéig. Ezek a távolságok azonosak lesznek.

A tapasztalatok azt is mutatják, hogy a gyertyakép magassága megegyezik magának a gyertyának a magasságával, azaz. A lapos tükörben lévő kép mérete megegyezik a tárgy méreteivel.

Tehát a tapasztalatok azt mutatják, hogy a lapos tükörben egy tárgy képe a következő tulajdonságokkal rendelkezik: ez a kép virtuális, közvetlen, méretben megegyezik a tárggyal, ugyanolyan távolságra van a tükör mögött, mint a tárgy előtt. a tükörből.

A lapos tükör képének van még egy tulajdonsága. Nézd meg a jobb kezed képét egy síktükörben, az ujjak a képen úgy helyezkednek el, mintha a bal kezed lenne.

5. Tükröző és diffúz kép

Lapos tükörben olyan képet látunk, amely alig különbözik magától a tárgytól. Ennek az az oka, hogy a tükör felülete lapos és sima, illetve mert a tükör visszaveri a rá eső fény nagy részét (70-90%).

A tükörfelület a rá eső fénysugarat irányítottan visszaveri. Legyen például a Nap párhuzamos sugaraiból álló nyaláb egy tükörre. A sugarakat párhuzamos sugár is visszaveri.

Bármi, ami nem tükröződik, pl. durva, sima felület szórja a fényt: minden irányban a rá eső párhuzamos sugarak sugarát veri vissza. Ez azzal magyarázható, hogy a durva felület nagyszámú nagyon kicsi lapos felületből áll, amelyek véletlenszerűen, egymással szemben eltérő szögben helyezkednek el. Minden kis lapos felület egy adott irányba veri vissza a fényt. De ezek együttesen különböző irányokba irányítják a visszavert sugarakat, pl. különböző irányokba szórja a fényt.

6. Fénytörés

Egy pohár vízbe eresztett kanál vagy ceruza úgy tűnik, hogy eltörik a víz és a levegő határán. Ez csak azzal magyarázható, hogy a kanálból érkező fénysugarak más irányt mutatnak a vízben, mint a levegőben.

A fény terjedési irányának változását, amikor két közeg határán áthalad, fénytörésnek nevezzük.

Amikor egy sugár az üvegből (vízből) a levegőbe kerül, a törésszög nagyobb, mint a beesési szög.

A sugarak megtörésének képessége a különböző közegekben eltérő. Például a gyémánt erősebben töri meg a fénysugarakat, mint a víz vagy az üveg.

Ha egy fénysugár 60*-os szögben esik a gyémánt felületére, akkor a sugár törésszöge megközelítőleg 21*. A sugárnak a víz felszínére azonos beesési szöge mellett a törésszög körülbelül 30*.

Amikor egy sugár áthalad egyik közegből a másikba, a fény a következő pozíciókban tör meg:

1. A beeső és a megtört sugár ugyanabban a síkban fekszik, a sugár beesési pontján a két közeg elválasztási síkjára húzott merőlegessel.

2. attól függően, hogy a sugár melyik közegbe kerül, a törésszög kisebb vagy nagyobb lehet, mint a beesési szög.

7. Lencsék

A fény visszaverődése és törése a sugarak irányának megváltoztatására, vagy ahogy mondani szokás, a fénysugarak szabályozására szolgál. Ez az alapja a speciális optikai eszközök, például reflektor, nagyító, mikroszkóp, kamera és mások létrehozásának. Legtöbbjük fő része a lencse.

Az optikában leggyakrabban gömb alakú lencséket használnak. Az ilyen lencsék optikai vagy szerves üvegből készült testek, amelyeket két gömbfelület határol.

A lencsék többféle típusban kaphatók, egyik oldalon gömbfelülettel, a másikon sík felülettel határolják, vagy konkáv-domborúak, de a leggyakrabban használtak a domború és homorúak.

A konvex lencse a párhuzamos sugarak nyalábját konvergálóvá alakítja, és egy pontba gyűjti össze. Ezért a konvex lencsét konvergáló lencsének nevezik.

A homorú lencse a párhuzamos sugarak sugarát divergenssé alakítja át. Ezért a homorú lencsét divergáló lencsének nevezik.

Mindkét oldalon gömbfelülettel határolt lencséket vettünk figyelembe. De gyártanak és használnak lencséket is, amelyeket egyik oldalról gömbfelület, másik oldalról sík felület korlátoz, vagy homorú-domború lencséket. Ennek ellenére azonban a lencsék vagy konvergálnak, vagy eltérnek. Ha a lencse középső része vastagabb, mint a szélei, akkor összegyűjti a sugarakat, ha vékonyabb, akkor szórja.

8. Az objektív által készített képek

Lencse segítségével szabályozhatja a fénysugarakat. A lencse segítségével azonban nemcsak a fénysugarakat gyűjtheti és szórhatja, hanem különféle tárgyakról is készíthet képeket. A lencsék ezen képességének köszönhetően széles körben használják a gyakorlatban. Tehát a filmkamera objektívje több százszoros nagyítást ad, a fényképezőgépben pedig az objektív kicsinyített képet ad a fényképezett tárgyról.

1. Ha egy tárgy a lencse és a fókusz között helyezkedik el, akkor a képe kinagyított, virtuális, közvetlen, és távolabb helyezkedik el a lencsétől, mint a tárgy.

Ezt a képet akkor kapjuk, ha nagyítót használunk órák összeszerelésekor, kis szövegek olvasásakor stb.

2. Ha egy tárgy az objektív fókusza és kettős fókusza között van, akkor a lencse felnagyított, fordított, valós képet ad; a tárgyhoz képest az objektív másik oldalán, a dupla gyújtótávolság mögött található.

Ezt a képet vetítőeszközben, filmkamerában használják.

3. A tárgy a lencse távolságának kétszerese mögött van.

Ebben az esetben a lencse kicsinyített, fordított, valós képet ad az objektív másik oldalán fekvő tárgyról a Fox és a kettős fókusz között.

Ezt a képet fényképészeti berendezésekben használják.

A domborúbb felületű lencse jobban megtöri a sugarakat, mint a kisebb görbületű lencse. Ezért a domborúbb lencsék gyújtótávolsága kisebb, mint a kevésbé konvex lencséké. A rövidebb gyújtótávolságú objektív nagyobb nagyítást eredményez, mint a hosszabb gyújtótávolságú objektív.

Egy tárgy nagyítása annál nagyobb lesz, minél közelebb van az objektum fókuszához. Ezért objektívek használatával nagy és nagyon nagy nagyítású képeket lehet készíteni. Ugyanígy különböző kicsinyítésű képeket is készíthet.

Irodalom

1. Fény. Fényforrások.

2. Rövidlátás és távollátás. Szemüveg.

3. Fény. Szerkesztette: N.A. Haza