Contoh fenomena cahaya. Fenomena cahaya di alam yang hidup

Masalah pertama dikhususkan untuk perambatan cahaya bujursangkar dalam media transparan homogen.

Hukum pertama optik geometris: dalam medium transparan homogen, cahaya merambat lurus.

Ketinggian pohon adalah 21 meter. Tinggi badan seseorang adalah 1,75 meter. Bayangan yang dihasilkan seseorang adalah 3 meter. Tentukan panjang bayangan yang akan dihasilkan pohon tersebut.

Solusi untuk masalah tersebut (Gbr. 1)

Beras. 1. Ilustrasi soal

Penyelesaian permasalahan tersebut berkaitan dengan persamaan segitiga.

Jawaban: 36 meter

Masalah kedua berkaitan dengan hukum pemantulan.

Jika kita meletakkan dua cermin datar sejajar satu sama lain dan meletakkan lilin yang menyala di antara keduanya, berapa banyak bayangan yang dapat kita amati?

Solusi dari masalah tersebut

Mari kita lihat bagaimana bayangan tercipta pada cermin datar (Gbr. 2).

Beras. 2. Ilustrasi soal

Mari kita lihat ke kaca spion kiri. Di dalamnya kita akan menerima bayangan maya dari suatu sumber cahaya, yang jaraknya sama dengan sumber cahaya. Di cermin kanan kita mendapatkan pantulan yang sama. Selanjutnya pada kaca spion kiri kita memperoleh bayangan pantulan, dan pada kaca spion kanan kita melihat bayangan aslinya. Alasan ini dapat dilanjutkan tanpa batas waktu.

Masalah selanjutnya berkaitan dengan hukum pembiasan.

Jarak fokus lensa pengumpul adalah 20 cm. Tentukan daya optik lensa tersebut.

Mari kita gunakan sistem SI:

F = 0,2 m

Kekuatan optik adalah perbandingan satu dengan panjang fokus lensa.

Jawaban: 5 dioptri

Jika kita mendapatkan daya optik negatif, maka yang kita bicarakan adalah lensa divergen.

Masalah selanjutnya membahas jalur sinar dalam lensa.

Beras. 3. Ilustrasi soal

Ada dua gambar pada sumbu optik utama (Gbr. 3). Salah satu bayangan adalah suatu benda yang tegak lurus terhadap sumbu optik utama. Yang kedua adalah bayangan benda terbalik, yang juga tegak lurus terhadap sumbu optik utama.

Penting untuk menentukan di mana letak lensa konvergen dan di mana fokusnya.

Solusi dari masalah tersebut

Beras. 4. Ilustrasi soal

Mari arahkan sinar dari bagian atas benda ke bagian atas bayangan A₁ (Gbr. 4). Dalam hal ini, berkas cahaya akan melewati pusat optik. Artinya, di mana sinar berpotongan dengan sumbu optik utama, akan ada lensa.

Untuk memperoleh fokus, kita mengarahkan sinar dari titik yang sama sejajar dengan sumbu optik utama. Ia mencapai lensa, dibiaskan dan dilewatkan sedemikian rupa sehingga mengenai suatu titik. Dimana sinar bias memotong sumbu optik utama yang merupakan titik fokus lensa.

Anda belajar memecahkan masalah pada topik “Fenomena Cahaya” dan mengulangi hukum utama optik geometris.

Bibliografi

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. /Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fisika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fisika 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fisika 8. - M.: Pencerahan.

Pekerjaan rumah

1. Pada hari yang cerah, tinggi bayangan penggaris satu meter yang diletakkan vertikal adalah 50 cm, dan bayangan sebuah pohon adalah 6 meter. Berapa tinggi pohon tersebut?
2. Jarak fokus ketiga lensa berturut-turut adalah 1,25 m, 0,5 m, dan 0,04 m. Berapakah daya optik masing-masing lensa?
3. Dengan menggunakan lensa, diperoleh gambar nyala lilin terbalik yang diperbesar. Di manakah letak lilin relatif terhadap lensa?

1. Portal Internet Tepka.ru().
2. Portal Internet Multiurok.ru().
3. Portal internet Infourok.ru().

Perhatian! Administrasi situs tidak bertanggung jawab atas konten pengembangan metodologi, serta kepatuhan pengembangan dengan Standar Pendidikan Negara Federal.

• Peserta: Maksimova Anna Alekseevna
• Ketua: Gusarova Irina Viktorovna

Tujuan pekerjaan - mempelajari fenomena cahaya dan sifat-sifat cahaya melalui eksperimen, memperhatikan tiga sifat utama cahaya: kelurusan rambat, pemantulan dan pembiasan cahaya pada media yang berbeda kepadatan.

Tugas:

1. Siapkan peralatan.
2. Lakukan eksperimen yang diperlukan.
3. Analisis dan dokumentasikan hasilnya.
4. Menarik kesimpulan.

Relevansi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita selalu menjumpai fenomena cahaya dan berbagai sifatnya; cara kerja banyak mekanisme dan perangkat modern juga terkait dengan sifat-sifat cahaya. Fenomena cahaya telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan masyarakat, sehingga kajiannya menjadi relevan.

Percobaan di bawah ini menjelaskan sifat-sifat cahaya seperti kelurusan rambat, pemantulan dan pembiasan cahaya.

Untuk memberikan dan mendeskripsikan eksperimen, edisi stereotip ke-13 dari buku teks A.V. Peryshkin “Fisika. kelas 8." (Bustard, 2010)

Tindakan pengamanan

Peralatan listrik yang terlibat dalam percobaan beroperasi penuh, tegangan pada peralatan tersebut tidak melebihi 1,5 V.

Peralatan ditempatkan secara stabil di atas meja, tatanan kerja tetap terjaga.

Di akhir percobaan, peralatan listrik dimatikan dan peralatan dilepas.

Eksperimen 1. Perambatan cahaya bujursangkar. (hal. 149, gbr. 120), (hal. 149, gbr. 121)

Tujuan pengalaman– buktikan kelurusan rambat sinar cahaya dalam ruang dengan menggunakan contoh yang jelas.

Perambatan cahaya bujursangkar adalah sifat yang paling sering kita jumpai. Dengan perambatan bujursangkar, energi dari sumber cahaya diarahkan ke suatu benda sepanjang garis lurus (sinar cahaya), tanpa membengkokkannya. Fenomena ini dapat menjelaskan adanya bayangan. Namun selain bayangan, ada juga penumbra, area yang diterangi sebagian. Untuk melihat dalam kondisi apa bayangan dan penumbra terbentuk dan bagaimana cahaya merambat, mari kita lakukan percobaan.

Peralatan: bola buram (pada seutas benang), selembar kertas, sumber cahaya titik (senter saku), bola buram (pada seutas benang) dengan ukuran lebih kecil yang sumber cahayanya tidak berupa titik, selembar kertas , tripod untuk mengamankan bola.

Kemajuan percobaan

Pembentukan bayangan

1. Mari kita susun objeknya secara berurutan: senter - bola pertama (dipasang pada tripod) - daun.
2. Kami menampilkan bayangan di lembar.

Kita melihat bahwa hasil percobaannya adalah bayangan seragam. Misalkan cahaya merambat dalam garis lurus, maka terbentuknya bayangan dapat dengan mudah dijelaskan: cahaya yang datang dari suatu sumber titik sepanjang sinar cahaya yang menyentuh titik-titik ekstrim bola terus berjalan dalam garis lurus dan di belakang bola, itulah sebabnya pada lembaran itu ruang di belakang bola tidak menyala.

Anggaplah cahaya merambat sepanjang garis lengkung. Dalam hal ini, sinar cahaya, ketika dibelokkan, akan jatuh melampaui bola. Kami tidak akan melihat bayangan itu, tetapi sebagai hasil percobaan, bayangan itu muncul.

Sekarang perhatikan kasus di mana penumbra terbentuk.

Pembentukan bayangan dan penumbra

1. Mari kita susun objeknya secara berurutan: senter - bola kedua (dipasang pada tripod) - lembaran.
2. Mari kita terangi bola itu dengan senter.
3. Kami mendapatkan bayangan, serta penumbra, yang ditampilkan pada lembar.

Kali ini hasil percobaannya adalah bayangan dan bayangan sebagian. Bagaimana bayangan itu terbentuk sudah diketahui dari contoh di atas. Kini, untuk menunjukkan bahwa pembentukan penumbra tidak bertentangan dengan hipotesis perambatan cahaya bujursangkar, fenomena tersebut perlu dijelaskan.
Pada percobaan kali ini kita mengambil sumber cahaya yang bukan berupa titik, yaitu terdiri dari banyak titik yang berhubungan dengan sebuah bola, yang masing-masing memancarkan cahaya ke segala arah. Perhatikan titik tertinggi sumber cahaya dan sinar cahaya yang memancar darinya ke titik terendah bola. Jika kita mengamati pergerakan sinar di belakang bola menuju lembaran, kita akan melihat bahwa sinar tersebut jatuh pada batas cahaya dan penumbra. Sinar dari titik serupa yang menuju ke arah ini (dari titik sumber cahaya ke titik berlawanan dari objek yang disinari) menimbulkan penumbra. Namun jika kita perhatikan arah berkas cahaya dari titik yang ditunjukkan di atas ke titik atas bola, maka akan terlihat jelas bagaimana berkas jatuh ke daerah penumbra.

Dari percobaan ini kita melihat bahwa pembentukan penumbra tidak bertentangan dengan perambatan cahaya bujursangkar.

Kesimpulan

Dengan bantuan percobaan ini, saya membuktikan bahwa cahaya merambat lurus, terbentuknya bayangan dan penumbra membuktikan kelurusan perambatannya.

Fenomena dalam hidup

Kelurusan perambatan cahaya banyak digunakan dalam praktik. Contoh paling sederhana adalah senter biasa. Sifat cahaya ini juga digunakan di semua perangkat yang mengandung laser: pengukur jarak laser, perangkat untuk memotong logam, penunjuk laser.

Di alam, properti ditemukan dimana-mana. Misalnya, cahaya yang menembus celah pada tajuk pohon membentuk garis lurus yang terlihat jelas melewati bayangan. Tentu saja, jika kita berbicara tentang skala besar, maka perlu disebutkan gerhana matahari, ketika bulan menimbulkan bayangan di bumi, itulah sebabnya matahari tidak terlihat dari bumi (tentu saja, kita berbicara tentang daerah yang diarsirnya) . Jika cahaya tidak merambat lurus, fenomena luar biasa ini tidak akan terjadi.

Eksperimen 2. Hukum pemantulan cahaya. (hal.154, gbr. 129)

Tujuan pengalaman– buktikan bahwa sudut datang sinar sama dengan sudut pantulnya.

Pantulan cahaya juga merupakan sifat terpentingnya. Berkat pantulan cahaya yang ditangkap oleh mata manusia, kita dapat melihat objek apa pun.

Menurut hukum pemantulan cahaya, sinar datang dan sinar pantul terletak pada bidang yang sama dengan garis tegak lurus terhadap antarmuka antara dua media pada titik datang sinar; Sudut datang sama dengan sudut pantul. Mari kita periksa apakah sudut-sudut ini sama besar dengan percobaan, di mana kita mengambil cermin datar sebagai permukaan reflektif.

Peralatan: alat khusus, yaitu piringan dengan skala melingkar yang dicetak, dipasang pada dudukan; di tengah piringan terdapat cermin datar kecil yang terletak secara horizontal (alat tersebut dapat dibuat di rumah menggunakan busur derajat sebagai pengganti piringan). dengan skala melingkar), sumber cahayanya adalah iluminator yang dipasang pada tepi piringan atau laser pointer, lembaran untuk melakukan pengukuran.

Kemajuan percobaan

1. Tempatkan lembaran di belakang perangkat.
2. Mari kita nyalakan lampunya, arahkan ke tengah cermin.
3. Mari kita menggambar garis tegak lurus terhadap cermin pada titik datangnya sinar pada lembaran.
4. Mari kita ukur sudut datang (ﮮα).
5. Mari kita ukur sudut pantulan yang dihasilkan (ﮮβ).
6. Mari kita tuliskan hasilnya.
7. Mari kita ubah sudut datang dengan menggerakkan iluminator, ulangi langkah 4, 5 dan 6.
8. Mari kita bandingkan hasilnya (besar sudut datang dengan besar sudut pantul pada setiap kasus).

Hasil percobaan pada kasus pertama:

∠α = 50°

∠β = 50°

∠α = ∠β

Dalam kasus kedua:

∠α = 25°

∠β = 25°

∠α = ∠β

Dari pengalaman jelas bahwa sudut datang berkas cahaya sama dengan sudut pantulnya. Cahaya yang mengenai permukaan cermin dipantulkan pada sudut yang sama.

Kesimpulan

Dengan bantuan pengalaman dan pengukuran, saya membuktikan bahwa ketika cahaya dipantulkan, sudut datangnya sama dengan sudut pantul.

Fenomena dalam hidup

Fenomena ini kita jumpai di mana-mana, karena kita melihat cahaya yang dipantulkan dari objek dengan mata kita. Contoh nyata yang mencolok di alam adalah pantulan cahaya terang yang menyilaukan pada air dan permukaan lain dengan reflektifitas yang baik (permukaan menyerap lebih sedikit cahaya daripada yang dipantulkannya). Selain itu, Anda juga harus mengingat sinar matahari yang dapat dibuat oleh setiap anak dengan bantuan cermin. Mereka tidak lebih dari seberkas cahaya yang dipantulkan dari cermin.

Manusia menggunakan hukum pemantulan cahaya pada perangkat seperti periskop, reflektor cahaya cermin (misalnya reflektor pada sepeda).

Ngomong-ngomong, dengan menggunakan pantulan cahaya dari cermin, para pesulap menciptakan banyak ilusi, misalnya ilusi “Kepala Terbang”. Laki-laki itu ditaruh di dalam sebuah kotak di antara dekorasi sehingga hanya kepalanya yang terlihat dari dalam kotak tersebut. Dinding kotak ditutupi dengan cermin yang condong ke arah pemandangan, pantulannya membuat kotak itu tidak terlihat dan seolah-olah tidak ada apa-apa di bawah kepalanya dan tergantung di udara. Pemandangan yang tidak biasa dan menakutkan. Trik dengan refleksi juga terjadi di bioskop ketika diperlukan pertunjukan hantu di atas panggung. Cermin-cermin itu “berkabut” dan dimiringkan sehingga cahaya yang dipantulkan dari ceruk di belakang panggung dapat terlihat di dalam auditorium. Aktor yang memerankan hantu sudah muncul di niche tersebut.

Eksperimen 3. Pembiasan cahaya.(hal. 159, gbr. 139)

Tujuan pengalaman- buktikan bahwa perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias bernilai konstan untuk dua media; buktikan bahwa sudut datang berkas cahaya (≠ 0°) yang datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat lebih besar daripada sudut biasnya.

Dalam kehidupan kita sering menjumpai pembiasan cahaya. Misalnya, ketika kita meletakkan sendok yang benar-benar lurus ke dalam segelas air transparan, kita melihat bayangannya melengkung pada batas dua media (udara dan air), padahal sebenarnya sendok itu tetap lurus.

Untuk mengkaji fenomena ini dengan lebih baik, pahami mengapa hal ini terjadi dan buktikan hukum pembiasan cahaya (sinar, datang dan dibiaskan, terletak pada bidang yang sama dengan garis tegak lurus ditarik ke antarmuka antara dua media pada titik datang sinar; perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias adalah nilai konstan untuk dua lingkungan) dengan menggunakan sebuah contoh, mari kita lakukan percobaan.

Peralatan: dua media yang berbeda massa jenisnya (udara, air), wadah air transparan, sumber cahaya (laser pointer), selembar kertas.

Kemajuan percobaan

1. Tuang air ke dalam wadah dan letakkan daun di belakangnya agak jauh.
2. Mari kita arahkan seberkas cahaya ke dalam air dengan sudut ≠ 0°, karena pada 0° tidak terjadi pembiasan, dan berkas tersebut berpindah ke medium lain tanpa perubahan.
3. Mari kita menggambar garis tegak lurus pada antarmuka antara dua media pada titik datangnya berkas.
4. Mari kita ukur sudut datang berkas cahaya (∠α).
5. Mari kita ukur sudut bias berkas cahaya (∠β).
6. Mari kita bandingkan sudut-sudutnya dan buat perbandingan sinusnya (untuk mencari sinusnya, Anda bisa menggunakan tabel Bradis).
7. Mari kita tuliskan hasilnya.
8. Mari kita ubah sudut datang dengan menggerakkan sumber cahaya, ulangi langkah 4-7.
9. Mari kita bandingkan nilai rasio sinus pada kedua kasus.

Mari kita asumsikan bahwa sinar cahaya, yang melewati media dengan kepadatan berbeda, mengalami pembiasan. Dalam hal ini, sudut datang dan bias tidak boleh sama, dan perbandingan sinus sudut-sudut tersebut tidak sama. Jika tidak terjadi pembiasan, yaitu cahaya merambat dari satu medium ke medium lain tanpa mengubah arahnya, maka sudut-sudut tersebut akan sama besar (perbandingan sinus sudut-sudut yang sama besar adalah satu). Untuk mengkonfirmasi atau menyangkal asumsi tersebut, perhatikan hasil percobaan.

Hasil percobaan pada kasus pertama:

∠α = 20

∠β = 15

∠α >∠β

sin∠α = 0,34 = 1,30

sin∠β 0,26

Hasil percobaan pada kasus kedua:

∠α ˈ= 50

∠β ˈ= 35

∠α ˈ > ∠β ˈ

sin∠α ˈ= 0,77 = 1,35

sin∠β ˈ 0,57

Perbandingan rasio sinus:

1,30 ~1,35 (karena kesalahan pengukuran)

sin∠α = sin∠α ˈ = 1,3

sin∠β sin∠β ˈ

Berdasarkan hasil percobaan, ketika cahaya dibiaskan dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, sudut datangnya lebih besar dari sudut biasnya. perbandingan sinus sudut datang dan sudut bias adalah sama (tetapi tidak sama dengan satu), yaitu nilai konstan untuk dua media tertentu. Arah pancaran sinar ketika memasuki suatu medium yang berbeda kerapatannya berubah karena adanya perubahan kecepatan cahaya dalam medium tersebut. Dalam medium yang lebih padat (di sini, air), cahaya merambat lebih lambat, itulah sebabnya sudut cahaya melewati ruang berubah.

Kesimpulan

Dengan menggunakan eksperimen dan pengukuran saya, saya membuktikan bahwa ketika cahaya dibiaskan, rasio sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias adalah nilai konstan untuk kedua media ketika sinar cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke media yang lebih rapat, sudut datangnya lebih kecil dari sudut biasnya.

Fenomena dalam hidup

Kita juga cukup sering menjumpai pembiasan cahaya; kita dapat memberikan banyak contoh distorsi gambar tampak ketika melewati air dan media lainnya. Contoh yang paling menarik adalah penampakan fatamorgana di gurun pasir. Fatamorgana terjadi ketika sinar cahaya yang melewati lapisan udara hangat (kurang padat) ke lapisan dingin dibiaskan, yang sering terlihat di gurun.

Oleh manusia, pembiasan cahaya digunakan pada berbagai perangkat yang mengandung lensa (cahaya dibiaskan saat melewati lensa). Misalnya pada alat optik seperti teropong, mikroskop, teleskop, dan kamera. Seseorang juga mengubah arah cahaya dengan melewatkannya melalui sebuah prisma, dimana cahaya tersebut dibiaskan beberapa kali, masuk dan keluar.

Tujuan pekerjaan telah tercapai.

93. Apa yang disebut dengan sumber cahaya (§49)?

Semua benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Ada sumber cahaya termal dan luminescent, sumber cahaya yang dipantulkan:

- sumber cahaya termal memancarkan cahaya karena mempunyai suhu tinggi (Matahari, bintang, nyala api, filamen lampu listrik); benda mulai memancarkan cahaya pada suhu sekitar 800 °C; menemukan lampu listrik Alexander Nikolaevich Lodygin (1847-1923, Rusia), menyampaikan tampilan modern pada lampu Thomas Edison (1847-1931, AS);

- sumber cahaya neon– ini adalah sumber cahaya dingin, yang radiasinya tidak bergantung pada suhu (lampu neon dan lampu gas, layar TV, monitor komputer, tampilan perangkat elektronik, LED, serangga busuk, kunang-kunang, beberapa hewan laut);

- sumber cahaya yang dipantulkan jangan memancarkan diri mereka sendiri; mereka bersinar hanya ketika cahaya dari suatu sumber menimpanya. Misalnya Bulan, planet-planet dan satelit-satelitnya, satelit-satelit buatan Bumi memantulkan cahaya Matahari; Pada malam hari, objek terlihat karena memantulkan cahaya bulan atau cahaya dari sumber panas dan luminescent.

94. Bagaimana cahaya merambat dalam medium homogen (§50)?

Dalam medium homogen yang terdiri dari zat yang sama (misalnya udara, gelas, air), cahaya merambat lurus ke depan.

Perambatan cahaya bujursangkar didirikan oleh pendiri geometri Euclid (325-265 SM, Yunani Kuno).

95. Apakah berkas cahaya dan berkas cahaya (§51) itu?

- Sinar cahaya mewakili fluks cahaya terbatas yang sempit; berkas cahaya dapat diisolasi menggunakan lubang kecil pada pelat buram yang disebut diafragma.

Seberkas cahaya bisa saja paralel(A), berbeda(B), konvergen(V).

Berkas cahaya dari berbagai sumber tidak bergantung satu sama lain dan tidak mempengaruhi perambatan satu sama lain. Properti ini disebut independensi berkas cahaya.

- Sinar cahaya adalah garis yang menunjukkan arah rambat cahaya dan digunakan untuk menggambarkan berkas cahaya.

96. Apa yang dimaksud dengan sumber cahaya titik (§52)?

Sumber cahaya titik- ini adalah sumber yang dimensinya kecil dibandingkan jaraknya ke pengamat.

97. Apa itu bayangan dan penumbra (§52).

- Bayangan- ini adalah wilayah ruang di belakang objek di mana cahaya dari sumbernya tidak masuk. Bayangan benda terbentuk ketika disinari oleh sumber cahaya titik.

- penumbra- Ini adalah area di mana cahaya hanya masuk dari sebagian sumber cahaya.

Ketika objek disinari oleh sumber cahaya yang diperluas, suatu area akan terbentuk bayangan dan penumbra. Misalnya, saat Bulan berada di antara Matahari dan Bumi, maka daerah bayangan (gerhana matahari total) dan penumbra (gerhana matahari sebagian) jatuh dari Bulan ke Bumi.

98. Apa hukum pemantulan cahaya (§53)?

Hukum Pemantulan Cahaya masalahnya adalah:

Sudut pantulan cahaya sama dengan sudut datang:

Sinar datang, sinar pantul, dan garis tegak lurus, yang terletak pada titik datang sinar ke antarmuka antara dua media, terletak pada bidang yang sama.

Sinar datang dan sinar pantul bersifat reversibel. Misalnya, jika seberkas cahaya jatuh pada cermin dengan arah AO, maka berkas cahaya tersebut akan dipantulkan ke arah OB; jika cahaya mengenai cermin searah BO, maka berkas OA akan dipantulkan.

99. Apa yang dimaksud dengan pantulan cahaya spekular dan difus (§53)?

- Dicerminkan Ini disebut pemantulan ketika permukaan halus (cermin) tetap sejajar bahkan setelah pemantulan. Permukaan halus yang dipoles, cermin, dan permukaan air memantulkan cermin.

- Membaur Hal ini disebut pemantulan bila seberkas cahaya paralel yang datang pada permukaan kasar dipantulkan secara tersebar, yaitu. sinar akan diarahkan ke arah yang berbeda. Berkat refleksi yang menyebar (tersebar), kita melihat objek di sekitar kita, dunia di sekitar kita.

100. Berdasarkan hukum apa suatu benda digambarkan pada cermin datar (§54)?

- Cermin datar memberikan bayangan langsung dan maya suatu benda.

Bayangan suatu benda pada cermin datar mempunyai dimensi yang sama dengan benda.

Jarak benda ke cermin datar sama dengan jarak cermin ke bayangan, yaitu. benda dan bayangannya simetris terhadap cermin.

Sebuah cermin datar memberi imajiner(tidak valid, tampak) gambar suatu objek.

101. Cermin bola apa yang Anda ketahui dan parameter apa yang menjadi cirinya (§55)?

- Cermin bulat adalah bagian dari permukaan bola berongga. Ada cermin bulat cekung Dan cembung. Untuk cermin cekung, permukaan cekung bagian dalam bola berongga berbentuk seperti cermin. Pada cermin cembung, permukaan cembung luar dari bola berongga dicerminkan.

Ciri-ciri cermin bulat adalah tiang, pusat optik, radius, sumbu optik utama, fokus utama dan panjang fokus.

Pada gambar: titik C – tiang cermin; t.O – pusat optik; CO – radius cermin; CO langsung – sumbu optik utama cermin; t.F – fokus utama cermin; jarak FC – panjang fokus cermin.

Cermin cekung digunakan :

Saat Anda perlu membuat berkas cahaya paralel. Untuk melakukan ini, lampu bercahaya ditempatkan di titik fokus cermin. Digunakan pada lentera, lampu depan mobil, lampu sorot:

Saat Anda perlu memfokuskan seberkas sinar sejajar yang jatuh pada cermin. Ini digunakan dalam teleskop pemantul.

102. Apa yang disebut pembiasan cahaya (§57)?

Perubahan arah rambat cahaya ketika berpindah dari suatu medium ke medium lain disebut pembiasan cahaya.

103. Apa yang menjadi ciri kerapatan optik suatu medium (§57)?

Kepadatan optik medium ditandai dengan kecepatan rambat cahaya di dalamnya. Semakin tinggi kecepatan rambat cahaya, semakin rendah kerapatan optik medium tersebut. Misalnya, kerapatan optik ruang hampa, dengan kecepatan cahaya maksimum dan = 300.000 km/s, sama dengan 1.

104. Bagaimana hukum pembiasan cahaya dirumuskan (§57)?

- Jika seberkas cahaya merambat dari medium yang rapat optiknya lebih kecil ke medium yang rapat optiknya lebih kecil (misalnya dari udara ke air), maka sudut biasnya lebih kecil dari sudut datangnya (< ).

Jika cahaya merambat dari medium yang rapat optiknya ke medium yang rapat optiknya kurang (misalnya dari air ke udara), maka sudut biasnya lebih besar dari sudut datangnya (>).

Sinar datang dan sinar bias, serta garis tegak lurus yang didirikan pada titik datang sinar ke antarmuka antara dua media, terletak pada bidang yang sama.

- Sinus sudut datang berhubungan dengan sinus sudut bias, karena cepat rambat cahaya pada medium pertama sama dengan cepat rambat cahaya pada medium kedua: .

105. Apa yang disebut sudut pembatas pemantulan internal total (§58)?

Fenomena refleksi internal total diamati ketika seberkas cahaya berpindah dari medium yang optiknya lebih rapat ke medium yang optiknya kurang rapat. Sudut datang terjadinya pemantulan internal total disebut membatasi sudut refleksi internal total.

Fenomena pemantulan internal total digunakan, misalnya pada prisma untuk mengubah arah sinar cahaya. Prisma semacam itu digunakan dalam teropong dan periskop.

106. Apa yang disebut pemandu cahaya dan serat optik (§59)?

Batang kaca fleksibel yang berkas cahayanya masuk dari salah satu ujungnya, berulang kali mengalami pemantulan internal total, keluar seluruhnya dari ujung yang lain, disebut pemandu cahaya. Cabang baru optik yang didasarkan pada penggunaan pemandu cahaya untuk mengirimkan informasi disebut serat optik.

107. Apa yang disebut lensa? Apa saja jenis lensanya (§60)?

Lensa disebut benda transparan yang dibatasi oleh dua permukaan bola. Ada lensa cembung (mengumpul) dan cekung (hamburan).

108. Apa yang disebut pusat optik, fokus utama, dan panjang fokus lensa (§60)?

- Sumbu optik utama- ini adalah garis yang melalui pusat permukaan bola yang membatasi lensa.

- Pusat optik lensa- Ini adalah titik yang dilalui sinar cahaya tanpa pembiasan. Sinar melewati pusat optik lensa tanpa pembiasan.

- Lensa fokus utama- ini adalah titik di mana, setelah pembiasan, sinar cahaya yang mengenai lensa sejajar dengan sumbu optik utama akan bertemu.

109. Apa yang disebut kekuatan optik suatu lensa (§60)?

Kebalikan dari panjang fokus disebut kekuatan optik lensa: . Daya optik diukur dalam dioptri(pengambil). 1 dioptri = 1/m.

110. Bagaimana rumus lensa (§61) dibaca?

Jumlah kebalikan jarak benda ke lensa dan jarak lensa ke bayangan sama dengan kebalikan jarak fokus: .

111. Berapakah perbesaran lensa (§61)?

Pembesaran lensa sama dengan perbandingan jarak lensa ke bayangan dengan jarak benda ke lensa: .

112. Mata terdiri dari bagian apa (§63)?

Mata manusia berbentuk bulat dengan diameter 25 cm, bagian luarnya ditutupi cangkang putih tahan lama yang disebut sklera (1) . Bagian transparan anterior sklera disebut kornea (2) . Terletak di belakang kornea iris mata (3), menentukan warna mata. Di tengah iris adalah murid, di belakangnya ada transparan lensa (4), berbentuk seperti lensa konvergen. Sistem optik mata terletak di dinding belakangnya, disebut retina (5), bayangan suatu benda nyata, diperkecil, dan terbalik.

113. Apa yang disebut (§63): akomodasi mata? sudut pandang? jarak pandang terbaik?

- Akomodasi mata adalah adaptasi mata terhadap perubahan jarak suatu benda dengan cara mengatur kelengkungan lensa.

- Sudut pandang disebut sudut pandang suatu benda dari pusat optik mata.

- Jarak penglihatan terbaik pada mata orang dewasa normal berukuran 25 cm, pada anak-anak sekitar 10 cm.

114. Apa perbedaan antara rabun dekat dan rabun dekat (§64)?

Ada dua gangguan penglihatan utama: miopia dan rabun jauh.

Bagi penderita rabun jauh, bayangan suatu benda diperoleh dengan jelas di depan retina, dan bagi penderita rabun dekat, di belakang retina.

Miopia dikoreksi dengan memakai kacamata dengan lensa divergen (cekung), rabun jauh - dengan lensa konvergen (cembung).

115. Sebutkan instrumen optik dan tujuannya (§64).

Instrumen optik disebut perangkat yang pengoperasiannya didasarkan pada penggunaan lensa. Ini:

- kacamata, digunakan untuk mengoreksi miopia dan rabun jauh;

- kaca pembesar– lensa dengan panjang fokus pendek (dari 1 hingga 10 cm), digunakan untuk melihat objek kecil;

- mikroskop, dirancang untuk memeriksa benda mikroskopis;

- teropong untuk mengamati benda jauh;

- teleskop untuk mempelajari benda langit;

- periskop untuk observasi dari balik penutup;

- kamera untuk memperoleh foto obyek yang jelas;

- perangkat proyeksi - proyektor slide, proyektor film, proyektor grafis– dirancang untuk mendapatkan gambar objek yang diperbesar di layar.

116. Bagaimana cara menghitung perbesaran kaca pembesar (§64)?

Kaca pembesar adalah lensa dengan panjang fokus pendek (dari 1 hingga 10 cm), digunakan untuk melihat benda kecil.

Pembesaran kaca pembesar sama dengan perbandingan jarak penglihatan terbaik dengan panjang fokus kaca pembesar: .

117. Apa yang disebut spektrum warna putih (§65)?

Putih adalah warna yang kompleks; terdiri dari tujuh warna sederhana.

Spektrum putih adalah pita multi-warna yang diperoleh sebagai hasil penguraian cahaya putih dan terdiri dari tujuh warna sederhana: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu (setiap pemburu ingin mengetahui di mana burung pegar itu duduk. ).

Jika seberkas cahaya paralel diarahkan ke prisma segitiga, maka diperoleh garis multi-warna pada layar, yang disebut spektrum cahaya putih. Spektrum muncul karena berkas warna berbeda dibiaskan secara berbeda oleh prisma. Sinar merah dibiaskan lebih lemah, sedangkan sinar ungu dibiaskan lebih kuat. Warna-warna lainnya terletak di antara keduanya.

Contoh spektrum sinar matahari adalah pelangi yang terbentuk dari penguraian cahaya putih menjadi tetesan air hujan transparan.

118. Warna apa yang disebut (§66): saling melengkapi? yang utama?

- Tambahan adalah warna-warna yang jika dijumlahkan akan menghasilkan warna putih.

- Tiga warna spektral - merah, hijau dan biru - disebut primer. Karena tidak satupun dari mereka dapat diperoleh dengan menambahkan warna lain dari spektrum; menambahkan ketiga warna ini dapat menghasilkan warna putih; Tergantung pada proporsi penambahan warna-warna ini, Anda bisa mendapatkan warna dan corak yang berbeda.

119. Jelaskan asal usul (§67): a) benda tidak berwarna, b) transparansi benda, c) warna permukaan benda.

Pada antarmuka antara dua media terjadi tiga fenomena: pemantulan (hamburan), pembiasan, dan penyerapan cahaya. Warna suatu benda yang disinari oleh cahaya putih bergantung pada warna cahaya apa yang dihamburkan, ditransmisikan, atau diserap oleh benda tersebut.

Benda transparan atau tidak berwarna (misalnya kaca, air, udara) memantulkan cahaya dengan lemah dan membiarkan semua warna cahaya putih melewatinya.

Kaca merah menyerap semua warna kecuali merah. Kaca hijau menyerap semua warna kecuali hijau.

Warna benda yang disinari cahaya putih ditentukan oleh warna yang dipantulkannya. Misalnya benda berwarna merah memantulkan warna merah dan menyerap warna lain.

Badan putih (kertas, salju, kanvas) mencerminkan semua warna.

Dari kelima indera, penglihatan memberi kita informasi paling banyak tentang dunia di sekitar kita. Tapi kita bisa melihat dunia di sekitar kita hanya karena cahaya masuk ke mata kita. Jadi, kita mulai mempelajari fenomena cahaya, atau optik (Yunani optikos - visual), yaitu fenomena yang berhubungan dengan cahaya.

Mengamati fenomena cahaya

Fenomena cahaya kita jumpai setiap hari karena merupakan bagian dari lingkungan alam tempat kita tinggal.

Beberapa fenomena optik tampak seperti keajaiban nyata bagi kita, misalnya fatamorgana di gurun pasir, aurora. Namun harus Anda akui bahwa fenomena cahaya yang lebih familiar: kilauan tetesan embun di bawah sinar matahari, jalur bulan di atas air, jembatan pelangi tujuh warna setelah hujan musim panas, kilat di awan petir, kerlap-kerlip bintang di langit malam - juga luar biasa, karena membuat dunia di sekitar kita menjadi indah, penuh keindahan magis dan harmoni.

Mencari tahu apa itu sumber cahaya

Sumber cahaya adalah benda fisik yang partikelnya (atom, molekul, ion) memancarkan cahaya.

Lihatlah ke sekeliling, lihat pengalaman Anda - dan Anda pasti akan menyebutkan banyak sumber cahaya: bintang, kilatan petir, nyala lilin, lampu, monitor komputer, dll. (lihat, misalnya, Gambar 9.1) . Cahaya juga dapat dipancarkan oleh organisme: kunang-kunang - titik cahaya terang yang dapat dilihat pada malam musim panas yang hangat di rerumputan hutan, beberapa hewan laut, radiolaria, dll.

Pada malam yang cerah diterangi cahaya bulan, Anda dapat melihat objek yang disinari cahaya bulan dengan cukup baik. Namun Bulan tidak bisa dianggap sebagai sumber cahaya, karena tidak memancarkan, melainkan hanya memantulkan cahaya yang berasal dari Matahari.

Apakah mungkin untuk menyebut cermin yang digunakan untuk memotret “sinar matahari” sebagai sumber cahaya? Jelaskan jawabanmu.

Membedakan sumber cahaya

Beras. 9.2. Sumber cahaya buatan yang kuat adalah lampu halogen di lampu depan mobil modern

Beras. 9.3. Sinyal lampu lalu lintas modern terlihat jelas bahkan di bawah terik matahari.

Pada lampu lalu lintas ini, lampu pijar diganti dengan lampu LED

Tergantung pada asalnya, ada sumber cahaya alami dan buatan (buatan manusia).

Sumber cahaya alami meliputi Matahari dan bintang, lahar panas dan aurora, beberapa organisme hidup (cumi-cumi laut dalam, bakteri bercahaya, kunang-kunang), dll.

Bahkan pada zaman dahulu, manusia mulai menciptakan sumber cahaya buatan. Mula-mula berupa api unggun, obor, kemudian - obor, lilin, lampu minyak dan minyak tanah; pada akhir abad ke-19 Lampu listrik ditemukan. Saat ini, berbagai jenis lampu listrik digunakan di mana-mana (Gbr. 9.2, 9.3).

Jenis lampu listrik apa yang digunakan pada bangunan tempat tinggal? Lampu apa yang digunakan untuk penerangan multi-warna?

Ada juga sumber cahaya termal dan neon.

Sumber panas memancarkan cahaya karena suhunya yang tinggi (Gbr. 9.4).

Sumber cahaya neon tidak memerlukan suhu tinggi untuk bersinar: radiasi cahayanya bisa sangat kuat, sementara sumbernya relatif dingin. Contoh sumber cahaya neon antara lain aurora dan plankton laut, layar ponsel, lampu neon, rambu jalan yang dilapisi cat neon, dll.

Beras. 9.4. Beberapa sumber cahaya termal

Titik studi dan sumber cahaya yang diperluas

Sumber cahaya yang memancarkan cahaya secara merata ke segala arah dan dimensinya, dengan memperhitungkan jarak ke tempat pengamatan, dapat diabaikan, disebut sumber cahaya titik.

Contoh nyata dari sumber cahaya titik adalah bintang: kita mengamatinya dari Bumi, yaitu dari jarak jutaan kali lebih besar dari ukuran bintang itu sendiri.

Sumber cahaya yang bukan sumber titik disebut sumber cahaya tambahan. Dalam kebanyakan kasus, kita berhadapan dengan sumber cahaya yang diperluas. Ini adalah lampu neon, layar ponsel, nyala lilin, dan api.

Tergantung pada kondisinya, sumber cahaya yang sama dapat dianggap memanjang dan titik.

Pada Gambar. 9.5 menunjukkan lampu untuk penerangan taman lanskap. Menurut Anda dalam hal apa lampu ini dapat dianggap sebagai sumber cahaya titik?

Mengkarakterisasi penerima cahaya

Penerima cahaya adalah perangkat yang mengubah propertinya di bawah pengaruh cahaya dan dengan bantuan radiasi cahaya dapat dideteksi.

Penerima cahaya bisa buatan atau alami. Di penerima cahaya mana pun, energi radiasi cahaya diubah menjadi jenis energi lain - panas, yang memanifestasikan dirinya dalam pemanasan benda yang menyerap cahaya, listrik, kimia, dan bahkan mekanik. Sebagai hasil dari transformasi tersebut, penerima bereaksi dengan cara tertentu terhadap cahaya atau perubahannya.

Misalnya, beberapa sistem keamanan beroperasi pada penerima cahaya fotolistrik - fotosel. Berkas cahaya yang menembus ruang di sekitar objek yang dilindungi diarahkan ke fotosel (Gbr. 9.6). Jika salah satu sinar ini terhalang, fotosel tidak akan menerima energi cahaya dan akan segera “melaporkan” hal ini.

Pada panel surya, fotosel mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Banyak pembangkit listrik tenaga surya modern merupakan “bidang energi” panel surya yang besar.

Untuk waktu yang lama, hanya penerima cahaya fotokimia (film fotografi, kertas foto) yang digunakan untuk mengambil foto, di mana reaksi kimia tertentu terjadi sebagai akibat dari aksi cahaya (Gbr. 9.7).

Dari bintang terdekat kita, Alpha Centauri, cahaya menempuh perjalanan ke Bumi selama hampir 4 tahun. Artinya ketika kita melihat bintang ini, kita sebenarnya melihat seperti apa 4 tahun yang lalu. Namun ada galaksi yang berjarak jutaan tahun cahaya dari kita (artinya, cahaya membutuhkan jutaan tahun untuk mencapainya!). Bayangkan di galaksi seperti itu terdapat peradaban berteknologi tinggi. Ternyata mereka melihat planet kita seperti pada zaman dinosaurus!

Dalam kamera digital modern, alih-alih film fotografi, mereka menggunakan matriks yang terdiri dari sejumlah besar fotosel. Masing-masing elemen ini menerima bagian fluks cahayanya sendiri, mengubahnya menjadi sinyal listrik dan mengirimkan sinyal ini ke lokasi tertentu di layar.

Penerima cahaya alami adalah mata makhluk hidup (Gbr. 9.8). Di bawah pengaruh cahaya, reaksi kimia tertentu terjadi di retina mata, impuls saraf muncul, akibatnya otak membentuk gagasan tentang dunia sekitar.

Pelajari tentang kecepatan cahaya

Saat Anda melihat langit berbintang, Anda tidak akan menyadari bahwa beberapa bintang telah padam. Terlebih lagi, beberapa generasi nenek moyang kita mengagumi bintang-bintang yang sama, dan bintang-bintang ini bahkan belum ada! Bagaimana bisa ada cahaya dari sebuah bintang, namun bintang itu sendiri tidak ada?

Faktanya adalah cahaya merambat di ruang angkasa dengan kecepatan terbatas. Kecepatan perambatan cahaya c sangat besar, dan dalam ruang hampa kecepatannya sekitar tiga ratus ribu kilometer per detik:

Cahaya merambat beberapa kilometer dalam seperseribu detik. Inilah sebabnya, jika jarak dari sumber cahaya ke penerima kecil, cahaya akan tampak merambat seketika. Namun cahaya dari bintang yang jauh membutuhkan waktu ribuan dan jutaan tahun untuk mencapai kita.

Mari kita simpulkan

Benda fisik yang atom dan molekulnya memancarkan cahaya disebut sumber cahaya. Sumber cahaya bersifat termal dan fluoresen; alami dan buatan; titik dan diperpanjang. Misalnya, aurora adalah sumber cahaya luminescent yang alami dan meluas.

Perangkat yang mengubah parameternya sebagai akibat dari aksi cahaya dan dengan bantuan yang dapat mendeteksi radiasi cahaya disebut penerima cahaya. Pada penerima cahaya, energi radiasi cahaya diubah menjadi jenis energi lain. Organ penglihatan makhluk hidup adalah penerima cahaya alami.

Cahaya merambat melalui ruang dengan kecepatan terbatas. Kecepatan

rambat cahaya dalam ruang hampa kira-kira: c = 3 · 10 m/s. Pertanyaan kontrol

1. Apa peran cahaya dalam kehidupan manusia? 2. Tentukan sumber cahaya. Berikan contoh. 3. Apakah Bulan merupakan sumber cahaya? Jelaskan jawabanmu. 4. Berikan contoh sumber cahaya alami dan buatan. 5. Apa kesamaan sumber cahaya termal dan fluoresen? Apa bedanya? 6. Dalam kondisi apa sumber cahaya dianggap sebagai sumber titik? 7. Alat apa yang disebut penerima cahaya? Berikan contoh penerima cahaya alami dan buatan. 8. Berapa kecepatan cahaya dalam ruang hampa?

Latihan No.9

1. Buatlah korespondensi antara sumber cahaya (lihat gambar) dan jenisnya.

A termal alami B termal buatan C luminescent alami D luminescent buatan

2. Untuk setiap baris, identifikasikan kata atau frasa “ekstra”.

a) nyala lilin, Matahari, bintang, Bulan, lampu LED;

b) layar komputer, petir, lampu pijar, obor;

c) lampu neon, nyala api kompor gas, api, radiolaria.

3. Kira-kira berapa lama waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jarak Matahari ke Bumi - 150 juta km?

4. Dalam kasus manakah Matahari dapat dianggap sebagai sumber titik cahaya?

a) mengamati gerhana matahari;

b) pengamatan Matahari dari pesawat luar angkasa yang terbang di luar Tata Surya;

c) menentukan waktu dengan menggunakan jam matahari.

5. Salah satu satuan panjang yang digunakan dalam astronomi adalah tahun cahaya. Berapa meter satu tahun cahaya jika sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam satu tahun?

6. Gunakan sumber informasi tambahan dan cari tahu siapa dan bagaimana yang pertama kali mengukur kecepatan cahaya.

Ini adalah materi buku teks

Karangan

Tentang topik: Fenomena cahaya

Diselesaikan oleh: Khrapatov D.A.

Diperiksa oleh:

1. Ringan. Sumber cahaya

2. Perambatan cahaya

3. Pantulan cahaya

4. Cermin datar

5. Citra spekular dan difus

6. Pembiasan cahaya

8. Gambar yang dihasilkan oleh lensa

Lampu. Sumber cahaya

Ringan... kepentingannya dalam hidup kita sangat besar. Sulit membayangkan hidup tanpa cahaya. Bagaimanapun, semua makhluk hidup dilahirkan dan berkembang di bawah pengaruh cahaya dan panas.

Aktivitas manusia pada masa awal keberadaannya - memperoleh makanan, perlindungan dari musuh, berburu - bergantung pada cahaya matahari. Kemudian manusia belajar membuat dan memelihara api, mulai menerangi rumahnya, dan berburu dengan obor. Namun dalam semua kasus, aktivitasnya tidak dapat berjalan tanpa penerangan.

Cahaya yang dikirim benda langit memungkinkan untuk menentukan lokasi dan pergerakan Matahari, bintang, planet, Bulan dan satelit lainnya. Studi tentang fenomena cahaya membantu menciptakan instrumen yang dengannya kita mempelajari struktur dan bahkan komposisi benda langit yang terletak pada jarak miliaran kilometer dari Bumi. Berdasarkan pengamatan melalui teleskop dan foto-foto planet, tutupan awan, fitur permukaan, dan laju rotasinya dipelajari. Dapat dikatakan bahwa ilmu astronomi muncul dan berkembang berkat cahaya dan penglihatan.

Kajian tentang cahaya menjadi dasar terciptanya pencahayaan buatan yang sangat diperlukan bagi manusia. Cahaya dibutuhkan di mana-mana: keselamatan lalu lintas dikaitkan dengan penggunaan lampu depan dan penerangan jalan; peralatan militer menggunakan suar dan lampu sorot; pencahayaan normal di tempat kerja membantu meningkatkan produktivitas tenaga kerja; Sinar matahari meningkatkan daya tahan tubuh terhadap penyakit dan meningkatkan mood seseorang.

Apa itu cahaya? Mengapa dan bagaimana kita memahaminya?

Cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang cahaya disebut juga optik (dari bahasa Yunani optos - terlihat, terlihat).

Radiasi cahaya (optik) dihasilkan oleh sumber cahaya.

Ada sumber cahaya alami dan buatan. Sumber cahaya alami antara lain Matahari, bintang, aurora, petir; buatan - lampu, lilin, TV dan lain-lain.

Kita melihat sumber cahaya karena radiasi yang diciptakan oleh nama tersebut mengenai mata kita. Namun kita juga melihat benda-benda yang bukan merupakan sumber cahaya - pohon, rumah, dinding ruangan, Bulan, planet, dll. Namun, kita hanya melihatnya saat disinari oleh sumber cahaya. Radiasi yang berasal dari sumber cahaya, jatuh pada permukaan benda, berubah arah dan masuk ke mata.

2. Perambatan cahaya

Optik adalah salah satu ilmu paling kuno.

Jauh sebelum mereka mengetahui apa itu cahaya, beberapa sifat-sifatnya telah ditemukan dan digunakan dalam praktik.

Berdasarkan observasi dan eksperimen, ditetapkan hukum perambatan cahaya dengan menggunakan konsep berkas cahaya.

RAY adalah garis yang dilalui cahaya.

Hukum perambatan cahaya bujursangkar.

Cahaya dalam medium homogen transparan merambat lurus.

Menurut hukum ini, kita dapat mempertimbangkan contoh - pembentukan bayangan:

Jika kita ingin cahaya lampu tidak masuk ke mata kita, kita bisa menghalanginya dengan tangan atau memasang kap lampu di atas lampu. Jika cahaya tidak merambat dalam garis lurus, cahaya tersebut dapat membelok di sekitar tepi penghalang dan mengenai mata kita. Misalnya, Anda tidak dapat “memblokir” suara dengan tangan Anda; suara itu akan melewati rintangan ini dan kami akan mendengarnya.

Mari kita pertimbangkan fenomena ini secara eksperimental.

Mari kita ambil bola lampu dari senter. Mari kita letakkan layar agak jauh darinya. Lampu menerangi layar sepenuhnya. Mari kita letakkan benda buram (misalnya bola logam) di antara bola lampu dan layar. Sekarang lingkaran hitam akan muncul di layar, karena bayangan telah terbentuk di belakang bola - ruang di mana cahaya dari sumbernya tidak jatuh.

Namun kita tidak selalu melihat bayangan yang digambarkan dengan jelas, yang diperoleh dari pengalaman yang dijelaskan. Jika ukuran sumber cahaya jauh lebih besar, maka akan terbentuk penumbra disekitar bayangan. Jika mata kita berada di daerah bayangan, kita tidak akan melihat sumber cahayanya, tetapi dari daerah penumbra kita akan melihat salah satu ujungnya. Hukum perambatan cahaya digunakan oleh orang Mesir kuno untuk memasang kolom, pilar, dan dinding dalam satu garis lurus. Mereka memposisikan kolom-kolom tersebut sedemikian rupa sehingga kolom lainnya tidak terlihat dari balik kolom yang paling dekat dengan mata.

3. Pantulan cahaya

Mari arahkan seberkas cahaya dari sumber cahaya ke layar. Layar akan menyala, tetapi kita tidak akan melihat apa pun antara sumber dan layar. Jika Anda meletakkan selembar kertas di antara sumber dan layar, kertas itu akan terlihat. Hal ini terjadi karena radiasi yang mencapai permukaan lembaran dipantulkan, berubah arah dan masuk ke mata kita. Seluruh berkas cahaya menjadi terlihat jika udara antara layar dan sumber cahaya dibersihkan. Dalam hal ini, partikel debu memantulkan cahaya dan mengarahkannya ke mata pengamat.

Hukum pemantulan cahaya:

Sinar datang dan sinar pantul terletak pada satu bidang yang tegak lurus terhadap permukaan pantul, didirikan pada titik datang sinar tersebut.

Misalkan garis lurus MN adalah permukaan cermin, AO adalah sinar datang dan OB adalah sinar pantul, OC adalah tegak lurus permukaan cermin di titik datang sinar tersebut.

Sudut yang dibentuk oleh sinar datang AO dan tegak lurus OS (sudut AOS) disebut sudut datang. Itu dilambangkan dengan huruf α (“alpha”). Sudut yang dibentuk oleh sinar pantul OB dan tegak lurus OS yang sama (yaitu sudut COB) disebut sudut pantul, dilambangkan dengan huruf β ("beta").

Dengan menggerakkan sumber cahaya di sepanjang tepi piringan, kita mengubah sudut datang sinar. Mari kita ulangi percobaannya, tetapi sekarang setiap kali kita perhatikan sudut datang dan sudut pantul yang bersesuaian.

Pengamatan dan pengukuran menunjukkan bahwa untuk semua nilai sudut datang, persamaan antara sudut datang dan sudut pantul tetap terjaga.

Jadi, hukum kedua pemantulan cahaya berbunyi: sudut pantul sama dengan sudut datang.

4. Cermin datar

Cermin yang permukaannya datar disebut cermin datar.

Apabila suatu benda berada di depan cermin, maka seolah-olah ada benda serupa di belakang cermin, apa yang kita lihat di belakang cermin disebut bayangan benda tersebut.

Untuk memulainya, mari kita jelaskan bagaimana mata memandang objek itu sendiri, misalnya lilin. Dari setiap titik potong, sinar cahaya menyebar ke segala arah. Beberapa di antaranya masuk ke mata dalam sinar divergen. Mata melihat (merasakan) suatu titik di tempat datangnya sinar, yaitu. di tempat perpotongannya, padahal titik tersebut sebenarnya tidak berada.

Melihat ke cermin, kita melihat gambaran imajiner wajah kita.

Mari kita letakkan sepotong kaca datar secara vertikal - itu akan berfungsi sebagai cermin. Namun karena kacanya transparan, kita juga bisa melihat apa yang ada di baliknya. Tempatkan lilin yang menyala di depan kaca. Kita akan melihat gambarnya di kaca. Di sisi lain kaca (tempat kita melihat gambar) kita akan meletakkan lilin yang sama, tetapi tidak menyala dan memindahkannya hingga tampak menyala. Artinya, gambar lilin yang menyala terletak di tempat lilin yang tidak menyala berada.

Mari kita ukur jarak dari lilin ke kaca dan dari kaca ke bayangan lilin. Jarak ini akan sama.

Pengalaman juga menunjukkan bahwa tinggi bayangan lilin sama dengan tinggi lilin itu sendiri, yaitu. Besar bayangan pada cermin datar sama dengan besar benda.

Jadi, pengalaman menunjukkan bahwa bayangan suatu benda pada cermin datar mempunyai ciri-ciri sebagai berikut: bayangan itu maya, lurus, sama besar dengan benda, jarak di belakang cermin sama dengan letak benda di depan. dari cermin.

Bayangan di cermin datar mempunyai ciri lain. Lihatlah bayangan tangan kananmu di cermin datar, posisi jari-jari pada gambar itu seolah-olah itu adalah tangan kirimu.

5. Citra spekular dan difus

Pada cermin datar kita melihat bayangan yang sedikit berbeda dengan benda itu sendiri. Hal ini disebabkan karena permukaan cermin rata dan halus, serta karena cermin memantulkan sebagian besar cahaya yang jatuh di atasnya (70 hingga 90%).

Permukaan cermin memantulkan seberkas cahaya yang datang padanya secara terarah. Misalkan, seberkas sinar sejajar Matahari jatuh pada cermin. Sinar-sinar tersebut juga dipantulkan oleh sinar sejajar.

Apa pun yang tidak dicerminkan, mis. permukaan yang kasar dan tidak mulus menyebarkan cahaya: permukaan tersebut memantulkan seberkas sinar paralel yang datang ke segala arah. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa permukaan kasar terdiri dari sejumlah besar permukaan datar sangat kecil yang terletak secara acak, pada sudut yang berbeda satu sama lain. Setiap permukaan datar kecil memantulkan cahaya ke arah tertentu. Tetapi secara keseluruhan mereka mengarahkan sinar pantulan ke arah yang berbeda, yaitu. menyebarkan cahaya ke berbagai arah.

6. Pembiasan cahaya

Sendok atau pensil yang dicelupkan ke dalam segelas air seolah-olah patah pada batas antara air dan udara. Hal ini hanya dapat dijelaskan oleh fakta bahwa sinar cahaya yang berasal dari sendok memiliki arah yang berbeda di dalam air dibandingkan di udara.

Perubahan arah rambat cahaya ketika melewati batas dua medium disebut pembiasan cahaya.

Ketika seberkas sinar berpindah dari kaca (air) ke udara, sudut biasnya lebih besar dari sudut datangnya.

Kemampuan membiaskan sinar bervariasi antar media. Misalnya, berlian membiaskan sinar cahaya lebih kuat dibandingkan air atau kaca.

Jika seberkas cahaya jatuh pada permukaan berlian dengan sudut 60*, maka sudut bias sinar tersebut kira-kira 21*. Pada sudut datang sinar yang sama pada permukaan air, sudut biasnya kira-kira 30*.

Ketika seberkas sinar berpindah dari satu medium ke medium lain, cahaya dibiaskan dengan posisi sebagai berikut:

1. Sinar datang dan sinar bias terletak pada bidang yang sama dengan ditarik tegak lurus pada titik datang sinar terhadap bidang pisah kedua media.

2. Tergantung pada media mana sinar melewatinya, sudut bias mungkin lebih kecil atau lebih besar dari sudut datang.

7. Lensa

Pemantulan dan pembiasan cahaya digunakan untuk mengubah arah sinar atau, seperti yang mereka katakan, untuk mengontrol berkas cahaya. Hal inilah yang mendasari terciptanya alat-alat optik khusus, seperti lampu sorot, kaca pembesar, mikroskop, kamera dan lain-lain. Bagian utama dari sebagian besarnya adalah lensa.

Dalam optik, lensa sferis paling sering digunakan. Lensa tersebut adalah badan yang terbuat dari kaca optik atau organik, dibatasi oleh dua permukaan bola.

Lensa tersedia dalam berbagai jenis, dibatasi pada satu sisi oleh permukaan bulat dan di sisi lain oleh permukaan datar, atau cekung-cembung, namun yang paling umum digunakan adalah lensa cembung dan cekung.

Lensa cembung mengubah seberkas sinar sejajar menjadi sinar konvergen dan mengumpulkannya menjadi satu titik. Oleh karena itu, lensa cembung disebut lensa konvergen.

Lensa cekung mengubah berkas sinar sejajar menjadi berkas divergen. Oleh karena itu, lensa cekung disebut lensa divergen.

Kami mempertimbangkan lensa yang dibatasi oleh permukaan bola di kedua sisi. Namun lensa juga dibuat dan digunakan, di satu sisi dibatasi oleh permukaan bola dan di sisi lain oleh permukaan datar, atau lensa cekung-cembung. Meskipun demikian, lensa bersifat konvergen atau divergen. Jika bagian tengah lensa lebih tebal dari tepinya, maka ia mengumpulkan sinar, dan jika lebih tipis, ia akan berhamburan.

8. Gambar yang dihasilkan oleh lensa

Dengan menggunakan lensa, Anda dapat mengontrol sinar cahaya. Namun, dengan bantuan lensa, Anda tidak hanya dapat mengumpulkan dan menghamburkan sinar cahaya, tetapi juga memperoleh berbagai macam gambar suatu objek. Berkat kemampuan lensa inilah lensa ini banyak digunakan dalam praktik. Jadi lensa pada kamera film memberikan perbesaran ratusan kali lipat, dan pada kamera lensa juga memberikan perbesaran gambar pada objek yang difoto.

1. Jika suatu benda terletak di antara lensa dan fokusnya, maka bayangannya diperbesar, maya, lurus, dan letaknya lebih jauh dari lensa daripada benda.

Gambar ini diperoleh dengan menggunakan kaca pembesar saat merakit jam tangan, membaca teks kecil, dll.

2. Jika suatu benda berada di antara fokus dan fokus ganda lensa, maka lensa memberikan bayangan nyata yang diperbesar, terbalik; letaknya di sisi lain lensa sehubungan dengan subjek, di belakang dua kali panjang fokus.

Gambar ini digunakan pada perangkat proyeksi, pada kamera film.

3. Benda berada di belakang dua kali jarak lensa.

Dalam hal ini, lensa memberikan bayangan nyata yang diperkecil, terbalik, dan nyata dari suatu benda yang terletak di sisi lain lensa antara Rubahnya dan fokus ganda.

Gambar ini digunakan dalam peralatan fotografi.

Lensa yang permukaannya lebih cembung akan membiaskan sinar lebih banyak dibandingkan lensa yang kelengkungannya lebih kecil. Oleh karena itu, panjang fokus lensa yang lebih cembung lebih kecil dibandingkan dengan lensa yang kurang cembung. Lensa yang memiliki panjang fokus lebih pendek menghasilkan perbesaran lebih besar dibandingkan lensa dengan panjang fokus lebih panjang.

Perbesaran suatu benda akan semakin besar, semakin dekat titik fokusnya. Oleh karena itu, dengan menggunakan lensa dimungkinkan untuk memperoleh gambar dengan perbesaran tinggi dan sangat tinggi. Dengan cara yang sama, Anda dapat memperoleh gambar dengan pengurangan berbeda.

literatur

1. Ringan. Sumber cahaya.

2. Miopia dan rabun jauh. Kacamata.

3. Ringan. Diedit oleh N.A. Tanah air