Primeri svetlobnih pojavov. Svetlobni pojavi v živi naravi

Prvi problem je posvečen premočrtnemu širjenju svetlobe v homogenem prosojnem mediju.

Prvi zakon geometrijske optike: v homogenem prosojnem mediju se svetloba širi premočrtno.

Višina drevesa je 21 metrov. Višina osebe je 1,75 metra. Senca, ki jo meče oseba, je 3 metre. Določite dolžino sence, ki jo bo metalo drevo.

Rešitev problema (slika 1)

riž. 1. Ilustracija za problem

Rešitev problema je povezana s podobnostjo trikotnikov.

Odgovor: 36 metrov

Drugi problem je povezan z zakonom odboja.

Koliko podob lahko opazimo, če postavimo dve ravni ogledali vzporedno drugo ob drugem in mednju postavimo prižgano svečo?

Rešitev problema

Poglejmo, kako nastane slika v ravnih ogledalih (slika 2).

riž. 2. Ilustracija za problem

Poglejmo levo ogledalo. V njem bomo prejeli virtualno sliko svetlobnega vira, ki bo na enaki razdalji kot svetlobni vir. V desnem ogledalu dobimo enak odsev. Nato v levem zrcalu dobimo podobo odseva, v desnem zrcalu pa vidimo podobo, ki je bila prvotno tam. To razmišljanje je mogoče nadaljevati v nedogled.

Naslednji problem se nanaša na lomni zakon.

Goriščna razdalja zbirne leče je 20 cm. Določite optično moč te leče.

Uporabimo sistem SI:

F = 0,2 m

Optična moč je razmerje ena proti goriščni razdalji leče.

Odgovor: 5 dioptrij

Če bi imeli negativno optično moč, bi govorili o razpršilni leči.

Naslednji problem obravnava pot žarkov v leči.

riž. 3. Ilustracija za problem

Na glavni optični osi sta dve sliki (slika 3). Ena slika je predmet, ki je pravokoten na glavno optično os. Druga je obrnjena slika predmeta, ki je prav tako pravokotna na glavno optično os.

Treba je ugotoviti, kje se nahaja zbiralna leča in kje je njeno žarišče.

Rešitev problema

riž. 4. Ilustracija za problem

Usmerimo žarek od vrha objekta do vrha slike A₁ (slika 4). V tem primeru bo žarek šel skozi optično središče. To pomeni, da bo tam, kjer se žarek seka z glavno optično osjo, leča.

Za pridobitev fokusa usmerimo žarek iz iste točke vzporedno z glavno optično osjo. Pride do leče, se lomi in preide tako, da zadene tudi bistvo. Tam, kjer lomljeni žarek seka glavno optično os, je žarišče leče.

Naučili ste se reševati naloge na temo "Svetlobni pojavi" in ponovili glavne zakone geometrijske optike.

Bibliografija

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

Domača naloga

1. Na sončen dan je višina sence navpično postavljenega metrskega ravnila 50 cm, senca drevesa pa 6 metrov. Kakšna je višina drevesa?
2. Goriščne razdalje treh leč so 1,25 m, 0,5 m in 0,04 m. Kolikšna je optična moč posamezne leče?
3. Z uporabo leče smo dobili povečano obrnjeno sliko plamena sveče. Kje je bila sveča glede na lečo?

1. Internetni portal Tepka.ru ().
2. Internetni portal Multiurok.ru ().
3. Internetni portal Infourok.ru ().

Pozor! Uprava spletnega mesta ni odgovorna za vsebino metodološkega razvoja, pa tudi za skladnost razvoja z Zveznim državnim izobraževalnim standardom.

• Udeleženec: Maksimova Anna Alekseevna
• Vodja: Gusarova Irina Viktorovna

Cilj dela - s poskusi proučujejo svetlobne pojave in lastnosti svetlobe, upoštevajo tri glavne lastnosti svetlobe: naravnost širjenja, odboj in lom svetlobe v medijih različnih gostot.

Naloge:

1. Pripravite opremo.
2. Izvedite potrebne poskuse.
3. Analizirajte in dokumentirajte rezultate.
4. Potegnite zaključek.

Ustreznost

V vsakdanjem življenju se nenehno srečujemo s svetlobnimi pojavi in ​​njihovimi različnimi lastnostmi, z lastnostmi svetlobe je povezano tudi delovanje številnih sodobnih mehanizmov in naprav. Svetlobni pojavi so postali sestavni del življenja ljudi, zato je njihovo preučevanje relevantno.

Spodnji poskusi pojasnjujejo lastnosti svetlobe, kot so naravnost širjenja, odboj in lom svetlobe.

Za zagotovitev in opis poskusov je bila uporabljena 13. stereotipna izdaja učbenika A.V. Peryshkin “Physics. 8. razred." (Bustard, 2010)

Varnostni ukrepi

Električne naprave, vključene v poskus, so popolnoma delujoče, napetost na njih ne presega 1,5 V.

Oprema je stabilno nameščena na mizi, vzdržuje se delovni red.

Po koncu poskusov so električne naprave izklopili in opremo odstranili.

Poskus 1. Premočrtno širjenje svetlobe. (str. 149, sl. 120), (str. 149, sl. 121)

Namen izkušnje– na nazornem primeru dokazujejo naravnost širjenja svetlobnih žarkov v prostoru.

Premočrtno širjenje svetlobe je njena lastnost, s katero se najpogosteje srečujemo. Pri premočrtnem širjenju je energija iz svetlobnega vira usmerjena na kateri koli predmet vzdolž ravnih črt (svetlobnih žarkov), ne da bi se upogibala okoli njega. Ta pojav lahko razloži obstoj senc. Toda poleg senc obstajajo tudi penumbra, delno osvetljena območja. Da bi videli, pod kakšnimi pogoji nastanejo sence in polsenca in kako se svetloba širi, izvedimo poskus.

Oprema: neprozorna krogla (na nitki), list papirja, točkasti vir svetlobe (žepna svetilka), neprozorna krogla (na nitki) manjše velikosti, za katero vir svetlobe ne bo točka, list papirja , stojalo za pritrditev krogel.

Potek poskusa

Oblikovanje sence

1. Razporedimo predmete po vrstnem redu: svetilka - prva krogla (pritrjena na stojalo) - list.
2. Na listu dobimo prikazano senco.

Vidimo, da je bil rezultat poskusa enotna senca. Predpostavimo, da se svetloba širi v ravni črti, potem lahko nastanek sence enostavno razložimo: svetloba, ki prihaja iz točkovnega vira vzdolž svetlobnega žarka, ki se dotika skrajnih točk krogle, nadaljuje v ravni črti in zadaj kroglo, zato na listu prostor za kroglo ni osvetljen.

Predpostavimo, da je svetloba potovala po ukrivljenih črtah. V tem primeru bi svetlobni žarki, ki se upogibajo, padli čez kroglo. Ne bi videli sence, vendar se je kot rezultat poskusa pojavila senca.

Zdaj razmislite o primeru, v katerem nastane penumbra.

Oblikovanje sence in penumbre

1. Razporedimo predmete po vrstnem redu: svetilka - druga krogla (pritrjena na stojalo) - list.
2. Osvetlimo kroglo s svetilko.
3. Dobimo senco in polsenco, prikazano na listu.

Tokratni rezultat poskusa sta senca in polsenca. Kako je nastala senca, je znano že iz zgornjega primera. Zdaj, da bi pokazali, da nastanek penumbre ni v nasprotju s hipotezo o premočrtnem širjenju svetlobe, je treba pojasniti ta pojav.
V tem poskusu smo vzeli vir svetlobe, ki ni točka, to je sestavljen iz številnih točk glede na kroglo, od katerih vsaka oddaja svetlobo v vse smeri. Upoštevajte najvišjo točko svetlobnega vira in svetlobni žarek, ki izhaja iz nje do najnižje točke krogle. Če opazujemo gibanje žarka za kroglo na list, opazimo, da pade na mejo svetlobe in polsence. Žarki iz podobnih točk, ki gredo v tej smeri (od točke vira svetlobe do nasprotne točke osvetljenega predmeta), ustvarjajo polsenco. Če pa upoštevamo smer svetlobnega žarka od zgoraj navedene točke do zgornje točke krogle, potem bo jasno vidno, kako žarek pade v območje penumbra.

Iz tega poskusa vidimo, da nastanek polsence ni v nasprotju s premočrtnim širjenjem svetlobe.

Zaključek

S pomočjo tega poskusa sem dokazal, da se svetloba širi premočrtno, nastanek sence in polsence dokazuje pravočrtnost njenega širjenja.

Fenomen v življenju

Naravnost širjenja svetlobe se v praksi pogosto uporablja. Najenostavnejši primer je navadna svetilka. Ta lastnost svetlobe se uporablja tudi v vseh napravah, ki vsebujejo laserje: laserski daljinomeri, naprave za rezanje kovin, laserski kazalci.

V naravi lastnost najdemo povsod. Na primer, svetloba, ki prodira skozi vrzeli v krošnji drevesa, tvori jasno vidno ravno črto, ki poteka skozi senco. Seveda, če govorimo o velikih merilih, velja omeniti sončni mrk, ko luna vrže senco na zemljo, zaradi česar sonce ni vidno z zemlje (seveda govorimo o njegovem zasenčenem območju). . Če svetloba ne bi potovala premočrtno, tega nenavadnega pojava ne bi bilo.

Poskus 2. Zakon odboja svetlobe. (str. 154, slika 129)

Namen izkušnje– dokaži, da je vpadni kot žarka enak njegovemu odbojnemu kotu.

Njena najpomembnejša lastnost je tudi odboj svetlobe. Zahvaljujoč odbiti svetlobi, ki jo ujame človeško oko, lahko vidimo vse predmete.

Po zakonu o odboju svetlobe ležita vpadni in odbiti žarek v isti ravnini z navpičnico, ki je narisana na ploskev med medijema v točki vpadanja žarka; Vpadni kot je enak odbojnemu kotu. Ali sta ta kota enaka, preverimo s poskusom, kjer za odbojno površino vzamemo ravno ogledalo.

Oprema: posebna naprava, ki je disk z natisnjeno krožno lestvico, nameščen na stojalu, je na sredini diska nameščeno majhno ravno ogledalo (tako napravo lahko naredite doma z uporabo kotomera namesto diska); s krožno lestvico), vir svetlobe je osvetljevalec, pritrjen na rob diska ali laserski kazalec, list za meritve.

Potek poskusa

1. Položite list za napravo.
2. Prižgimo luč in jo usmerimo v sredino ogledala.
3. Na točki vpadanja žarka na list narišimo pravokotno na ogledalo.
4. Izmerimo vpadni kot (ﮮα).
5. Izmerimo nastali odbojni kot (ﮮβ).
6. Zapišimo rezultate.
7. S premikanjem osvetljevalca spremenimo vpadni kot, ponovimo korake 4, 5 in 6.
8. Primerjajmo rezultate (v vsakem primeru velikost vpadnega kota z velikostjo odbojnega kota).

Rezultati poskusa v prvem primeru:

∠α = 50°

∠β = 50°

∠α = ∠β

V drugem primeru:

∠α = 25°

∠β = 25°

∠α = ∠β

Iz izkušenj je razvidno, da je vpadni kot svetlobnega žarka enak njegovemu odbojnemu kotu. Svetloba, ki zadene zrcalno površino, se od nje odbija pod enakim kotom.

Zaključek

S pomočjo izkušenj in meritev sem dokazal, da je pri odboju svetlobe njen vpadni kot enak odbojnemu.

Fenomen v življenju

S tem pojavom se srečujemo povsod, saj z očmi zaznavamo svetlobo, ki se odbija od predmetov. Osupljiv viden primer v naravi je bleščanje svetle odbite svetlobe na vodnih in drugih površinah z dobro odbojnostjo (površina absorbira manj svetlobe, kot jo odbija). Ne pozabite tudi na sončne žarke, ki jih lahko vsak otrok naredi s pomočjo ogledala. Niso nič drugega kot žarek svetlobe, ki se odbije od ogledala.

Oseba uporablja zakon odboja svetlobe v napravah, kot so periskop, zrcalni reflektor svetlobe (na primer reflektor na kolesih).

Mimogrede, s pomočjo odboja svetlobe od ogledala so čarovniki ustvarili številne iluzije, na primer iluzijo "Leteča glava". Moški je bil postavljen v škatlo med okraske tako, da je bila iz škatle vidna le njegova glava. Stene škatle so bile pokrite z ogledali, nagnjenimi proti pokrajini, katerih odsev ni mogel videti škatle in zdelo se je, kot da pod glavo ni ničesar in da visi v zraku. Prizor je nenavaden in strašljiv. Triki z refleksijo so se dogajali tudi v gledališčih, ko je bilo treba na odru prikazati duha. Ogledala so bila »zarošena« in nagnjena tako, da je bila odbita svetloba iz niše za odrom vidna v avditoriju. V niši se je že pojavil igralec, ki igra duha.

Poskus 3. Lom svetlobe.(str. 159, slika 139)

Namen izkušnje- dokazati, da je razmerje med sinusom vpadnega kota in sinusom lomnega kota stalna vrednost za dva medija; dokažite, da je vpadni kot svetlobnega žarka (≠ 0°), ki prihaja iz manj gostega medija v gostejšega, večji od njegovega lomnega kota.

V življenju se pogosto srečujemo z lomom svetlobe. Če na primer popolnoma ravno žlico postavimo v prozoren kozarec z vodo, vidimo, da se njena slika upogne na meji dveh medijev (zraka in vode), čeprav v resnici žlica ostane ravna.

Da bi bolje preučili ta pojav, razumeli, zakaj do njega pride, in dokažite zakon o lomu svetlobe (žarki, vpadni in lomljeni, ležijo v isti ravnini s pravokotno narisano na mejo med dvema medijema v točki vpadanja žarka; razmerje med sinusom vpadnega kota in sinusom lomnega kota je konstantna vrednost za dve okolji) na primeru izvedimo poskus.

Oprema: dva medija različnih gostot (zrak, voda), prozorna posoda za vodo, vir svetlobe (laserski kazalec), list papirja.

Potek poskusa

1. V posodo nalijte vodo in za njo na določeni razdalji postavite list.
2. Usmerimo žarek svetlobe v vodo pod kotom ≠ 0°, saj pri 0° ne pride do loma in žarek preide v drugo sredstvo brez sprememb.
3. Narišimo pravokotno mejo med medijema na vpadni točki žarka.
4. Izmerimo vpadni kot svetlobnega žarka (∠α).
5. Izmerimo lomni kot svetlobnega žarka (∠β).
6. Primerjajmo kote in ustvarimo razmerje njihovih sinusov (za iskanje sinusov lahko uporabite Bradisovo tabelo).
7. Zapišimo rezultate.
8. Spremenimo vpadni kot s premikanjem vira svetlobe, ponovimo korake 4-7.
9. Primerjajmo vrednosti sinusnih razmerij v obeh primerih.

Predpostavimo, da so svetlobni žarki pri prehodu skozi medije različnih gostot doživeli lom. V tem primeru vpadni in lomni koti ne morejo biti enaki, razmerja sinusov teh kotov pa niso enaka. Če do loma ni prišlo, to je, da je svetloba prešla iz enega medija v drugega, ne da bi spremenila svojo smer, bodo ti koti enaki (razmerje sinusov enakih kotov je enako ena). Za potrditev ali ovržbo predpostavke upoštevajte rezultate poskusa.

Rezultati poskusa v prvem primeru:

∠α = 20

∠β = 15

∠α >∠β

sin∠α = 0,34 = 1,30

sin∠β 0,26

Rezultati poskusa v drugem primeru:

∠α ˈ= 50

∠β ˈ= 35

∠α ˈ > ∠β ˈ

sin∠α ˈ= 0,77 = 1,35

sin∠β ˈ 0,57

Primerjava sinusnih razmerij:

1,30 ~1,35 (zaradi merilnih napak)

sin∠α = sin∠α ˈ = 1,3

sin∠β sin∠β ˈ

Glede na rezultate poskusa je pri lomu svetlobe, ki prihaja iz manj gostega medija v bolj gosto, vpadni kot večji od lomnega kota. razmerja sinusov vpadnega in lomljenega kota sta enaka (vendar ne enaka ena), kar pomeni, da sta konstantna vrednost za dve dani mediji. Smer žarka ob vstopu v medij drugačne gostote se spremeni zaradi spremembe hitrosti svetlobe v mediju. V gostejšem mediju (v tem primeru voda) potuje svetloba počasneje, zato se spremeni kot, pod katerim prehaja svetloba skozi prostor.

Zaključek

S svojimi poskusi in meritvami sem dokazal, da je pri lomu svetlobe razmerje med sinusom vpadnega kota in sinusom lomnega kota konstantna vrednost za oba medija; ko svetlobni žarki prehajajo iz manj gostega medija v bolj gosta, je vpadni kot manjši od lomnega kota.

Fenomen v življenju

Tudi z lomom svetlobe lahko navedemo veliko primerov popačenja vidne slike pri prehodu skozi vodo in druge medije. Najbolj zanimiv primer je pojav fatamorgane v puščavi. Fatamorgana nastane, ko se svetlobni žarki, ki prehajajo iz toplih (manj gostih) plasti zraka v hladne plasti, lomijo, kar lahko pogosto opazimo v puščavah.

Ljudje uporabljajo lom svetlobe v različnih napravah, ki vsebujejo leče (svetloba se lomi, ko gre skozi lečo). Na primer v optičnih instrumentih, kot so daljnogledi, mikroskopi, teleskopi in kamere. Človek spremeni smer svetlobe tudi tako, da jo spusti skozi prizmo, kjer se svetloba večkrat lomi, vstopa in izstopa vanjo.

Cilji dela so doseženi.

93. Kaj imenujemo viri svetlobe (§49)?

Vsa telesa, iz katerih izhaja svetloba, se imenujejo viri svetlobe. Obstajajo toplotni in luminiscenčni viri svetlobe, viri odbite svetlobe:

- toplotni viri svetlobe oddajajo svetlobo, ker imajo visoko temperaturo (Sonce, zvezde, plamen, žarilna nitka električne svetilke); telesa začnejo oddajati svetlobo pri temperaturi približno 800 ° C; izumil električno svetilko Aleksander Nikolajevič Lodigin (1847-1923, Rusija), je svetilki dala sodoben videz Thomas Edison (1847-1931, ZDA);

- fluorescentni viri svetlobe– to so hladni svetlobni viri, katerih sevanje ni odvisno od temperature (fluorescenčne in plinske sijalke, TV zaslon, računalniški monitor, prikazovalniki elektronskih naprav, LED diode, gnile stenice, kresničke, nekatere morske živali);

- odbitih svetlobnih virov ne oddajajo se; svetijo le, ko nanje pade svetloba iz nekega vira. Na primer, Luna, planeti in njihovi sateliti, umetni sateliti Zemlje odbijajo svetlobo Sonca; Ponoči so predmeti vidni, ker odbijajo mesečino ali svetlobo toplotnih in luminiscentnih virov.

94. Kako se svetloba širi v homogenem mediju (§50)?

V homogenem mediju, sestavljenem iz iste snovi (na primer zrak, steklo, voda), se svetloba širi naravnost naprej.

Premočrtno širjenje svetlobe je utemeljil ustanovitelj geometrije Evklid (325-265 pr. n. št., Stara Grčija).

95. Kaj je svetlobni žarek in svetlobni žarek (§51)?

- Svetlobni žarek predstavlja ozko omejen svetlobni tok; svetlobne žarke lahko izoliramo z majhnimi luknjami v neprozornih ploščah, imenovanih diafragme.

Žarek svetlobe je lahko vzporedno(A), divergenten(b), konvergenten(V).

Svetlobni žarki iz različnih virov so neodvisni drug od drugega in ne vplivajo drug na drugega na širjenje. Ta lastnost se imenuje neodvisnost svetlobnih žarkov.

- Svetlobni žarek je črta, ki označuje smer širjenja svetlobe in se uporablja za upodobitev svetlobnih žarkov.

96. Kaj je točkovni vir svetlobe (§52)?

Točkovni vir svetlobe- To je vir, katerega dimenzije so majhne v primerjavi z razdaljo od njega do opazovalca.

97. Kaj je senca in penumbra (§52).

- Senca- to je območje prostora za objektom, v katerega svetloba iz vira ne vstopa. Senca predmetov nastane, ko so osvetljeni s točkovnimi viri svetlobe.

- Penumbra- To je območje, v katerega vstopi svetloba le iz dela svetlobnega vira.

Ko so predmeti osvetljeni z razširjenimi viri svetlobe, nastane območje sence in penumbra. Na primer, ko je Luna med Soncem in Zemljo, z Lune na Zemljo pade območje sence (popolni sončni mrk) in penumbra (delni sončni mrk).

98. Kaj je zakon odboja svetlobe (§53)?

Zakon odboja svetlobe stvar je:

Odbojni kot svetlobe je enak vpadnemu kotu:

Vpadni žarek, odbiti žarek in navpičnica, postavljena na vpadni točki žarka na ploskev med medijema, ležijo v isti ravnini.

Vpadni in odbiti žarek sta reverzibilna. Na primer, če svetlobni žarek pade na ogledalo v smeri AO, se bo odbil v smeri OB; če pade svetloba na zrcalo v smeri BO, se bo žarek OA odbil.

99. Kaj je zrcalni in razpršeni odboj svetlobe (§53)?

- Zrcalno To imenujemo odboj, ko gladka (zrcalna) površina ostane vzporedna tudi po odboju. Gladke polirane površine, ogledala in vodne površine odsevajo ogledala.

- Difuzno To imenujemo refleksija, ko se vzporedni žarek svetlobe, ki vpada na hrapavo površino, odbije razpršeno, tj. žarki bodo usmerjeni v različne smeri. Zahvaljujoč difuznemu (razpršenemu) odsevu vidimo okoliške predmete, svet okoli nas.

100. Po katerih zakonih je predmet upodobljen v ravnem zrcalu (§54)?

- Ravno ogledalo daje neposredno in virtualno podobo predmeta.

Slika predmeta v ravnem zrcalu ima enake dimenzije kot predmet.

Razdalja od predmeta do ravnega zrcala je enaka razdalji od zrcala do slike, tj. predmet in njegova slika sta simetrična glede na ogledalo.

Ravno ogledalo daje namišljeno(neveljavna, navidezna) podoba predmeta.

101. Katera sferična zrcala poznate in s katerimi parametri so značilna (§55)?

- Sferična zrcala so del površine votle krogle. Obstajajo sferična ogledala konkavno in konveksen. Za konkavno ogledalo je notranja konkavna površina votle krogle podobna zrcalu. V konveksnem zrcalu se zrcali zunanja konveksna površina votle krogle.

Za sferična zrcala je značilno palica, optično središče, radij, glavna optična os, glavno žarišče in goriščna razdalja.

Na sliki: točka C – drog ogledala; t.O – optično središče; CO – zrcalni polmer; direktna CO – glavna optična os zrcala; t.F – glavni fokus zrcala; oddaljenost FC – goriščna razdalja zrcala.

Uporabljajo se konkavna ogledala:

Ko morate ustvariti vzporedni žarek svetlobe. Da bi to naredili, je svetleča svetilka nameščena v gorišču ogledala. Uporablja se v lučeh, avtomobilskih žarometih, reflektorjih:

Ko morate izostriti žarek vzporednih žarkov, ki padajo na ogledalo. To se uporablja v reflektorskem teleskopu.

102. Kaj imenujemo lom svetlobe (§57)?

Imenuje se sprememba smeri širjenja svetlobe pri prehodu iz enega medija v drugega lom svetlobe.

103. Kaj označuje optično gostoto medija (§57)?

Optična gostota medija za katero je značilna hitrost širjenja svetlobe v njej. Večja kot je hitrost širjenja svetlobe, manjša je optična gostota medija. Na primer, optična gostota vakuuma, kjer je svetlobna hitrost največja in je = 300.000 km/s, je enaka 1.

104. Kako je formuliran zakon loma svetlobe (§57)?

- Če svetlobni žarek prehaja iz medija, ki je optično manj gost, v medij, ki je optično gostejši (na primer iz zraka v vodo), potem je lomni kot manjši od vpadnega kota (< ).

Če prehaja svetloba iz medija, ki je optično gostejši, v medij, ki je optično manj gost (na primer iz vode v zrak), potem je lomni kot večji od vpadnega kota (>).

Vpadni in lomljeni žarek ter navpičnica, postavljena na vpadni točki žarka na mejo med medijema, ležijo v isti ravnini.

- Sinus vpadnega kota je povezan s sinusom lomnega kota, kot je hitrost svetlobe v prvem mediju s hitrostjo svetlobe v drugem mediju: .

105. Kaj imenujemo mejni kot popolnega notranjega odboja (§58)?

Fenomen popolni notranji odboj opazimo pri prehodu žarka svetlobe iz optično gostejšega medija v optično manj gost medij. Imenuje se vpadni kot, pri katerem pride do popolnega notranjega odboja mejni kot popolnega notranjega odboja.

Pojav popolnega notranjega odboja se uporablja na primer v prizmah za spreminjanje smeri svetlobnih žarkov. Takšne prizme se uporabljajo v daljnogledih in periskopih.

106. Kaj imenujemo svetlobni vodnik in optična vlakna (§59)?

Fleksibilne steklene palice, pri katerih svetlobni žarek, ki vstopa z enega konca in večkrat doživi popoln notranji odboj, popolnoma izstopi iz drugega konca, se imenuje svetlobni vodnik. Nova veja optike, ki temelji na uporabi svetlobnih vodnikov za prenos informacij, se imenuje optična vlakna.

107. Kaj imenujemo leča? Katere so vrste leč (§60)?

Objektiv imenujemo prozorno telo, ki ga omejujejo dve sferični ploskvi. Obstajajo leče konveksno (zbiralno) in konkavno (razpršilno).

108. Kaj imenujemo optično središče, goriščnica in goriščna razdalja leče (§60)?

- Glavna optična os- to je črta, ki poteka skozi središča sferičnih površin, ki omejujejo lečo.

- Optično središče leče- To je točka, skozi katero gredo svetlobni žarki brez loma. Žarki gredo skozi optično središče leče brez loma.

- Objektiv z glavnim fokusom- to je točka, v kateri se po lomu zberejo svetlobni žarki, ki vpadajo na lečo vzporedno z glavno optično osjo.

109. Kaj imenujemo optična moč leče (§60)?

Recipročna vrednost goriščne razdalje se imenuje optična moč leče: . Optična moč se meri v dioptrije(dopter). 1 dioptrija = 1/m.

110. Kako se bere formula leče (§61)?

Vsota recipročnih vrednosti razdalj od predmeta do leče in od leče do slike je enaka recipročni vrednosti goriščne razdalje: .

111. Kakšna je povečava leče (§61)?

Povečava objektiva je enaka razmerju med razdaljo od leče do slike in razdaljo od predmeta do leče: .

112. Iz katerih delov je sestavljeno oko (§63)?

Okočloveška ima sferično obliko s premerom 25 cm, prekrita je s trpežno belo lupino beločnica (1) . Sprednji prozorni del beločnice se imenuje roženica (2) . Nahaja se za roženico iris (3), določanje barve oči. V središču šarenice je učenec, za katerim je prozoren leča (4), v obliki zbiralne leče. Optični sistem očesa daje na zadnji steni, imenovani mrežnica (5), prava, pomanjšana in obrnjena podoba predmeta.

113. Kako se imenuje (§63): akomodacija očesa? zorni kot? najboljša razdalja gledanja?

- Akomodacija očesa je prilagajanje očesa spremembam razdalje do predmeta s prilagajanjem ukrivljenosti leče.

- Vidni kot imenujemo kot, pod katerim je predmet viden iz optičnega središča očesa.

- Najboljša vidna razdalja pri normalnem odraslem očesu je 25 cm, pri otrocih približno 10 cm.

114. Kakšna je razlika med slabovidnostjo kratkovidnosti in daljnovidnosti (§64)?

Obstajata dve glavni motnji vida: kratkovidnost in daljnovidnost.

Pri kratkovidnih osebah dobimo jasno sliko predmeta pred mrežnico, pri daljnovidnih pa za mrežnico.

Kratkovidnost se popravi z nošenjem očal z divergentnimi (konkavnimi) lečami, daljnovidnost - s konvergentnimi (konveksnimi) lečami.

115. Poimenujte optične instrumente in njihove namene (§64).

Optični instrumenti se imenujejo naprave, katerih delovanje temelji na uporabi leč. to:

- očala, ki se uporablja za korekcijo miopije in daljnovidnosti;

- povečevalno steklo– leča s kratko goriščno razdaljo (od 1 do 10 cm), ki se uporablja za opazovanje majhnih predmetov;

- mikroskop, namenjen pregledovanju mikroskopskih teles;

- daljnogled za opazovanje oddaljenih teles;

- teleskop preučevati nebesna telesa;

- periskop za opazovanje izza pokrova;

- fotoaparat pridobiti jasne fotografske fotografije predmetov;

- projekcijske naprave – diaprojektor, filmski projektor, grafični projektor– zasnovan za pridobitev povečane slike predmeta na zaslonu.

116. Kako se izračuna povečava povečevalnega stekla (§64)?

Povečevalno steklo je leča s kratko goriščno razdaljo (od 1 do 10 cm), ki se uporablja za opazovanje majhnih predmetov.

Povečevalno steklo enaka razmerju med razdaljo najboljšega vida in goriščno razdaljo povečevalnega stekla: .

117. Kaj imenujemo spekter bele barve (§65)?

Bela je kompleksna barva; sestavljena je iz sedmih preprostih barv.

Beli spekter je večbarvni pas, ki nastane kot posledica razgradnje bele svetlobe in je sestavljen iz sedmih preprostih barv: rdeče, oranžne, rumene, zelene, modre, indigo in vijolične (vsak lovec želi vedeti, kje sedi fazan). ).

Če vzporedni žarek svetlobe usmerimo na trikotno prizmo, dobimo na zaslonu večbarvni trak, ki ga imenujemo spekter bele svetlobe. Spekter nastane, ker se žarki različnih barv v prizmu različno lomijo. Rdeči žarki se lomijo šibkeje, vijolični pa močneje. Preostale barve se nahajajo med njimi.

Primer spektra sončne svetlobe je mavrica, ki nastane z razpadom bele svetlobe na prozorne dežne kaplje.

118. Katere barve se imenujejo (§66): komplementarne? glavni?

- Dodatno so barve, ki, če jih seštejemo, dajo belo.

- Tri spektralne barve - rdeča, zelena in modra - imenujemo primarne. Ker nobene od njih ni mogoče dobiti z dodajanjem drugih barv spektra; dodajanje teh treh barv lahko ustvari belo; Odvisno od razmerja, v katerem so te barve dodane, lahko dobite različne barve in odtenke.

119. Pojasnite izvor (§67): a) brezbarvnost teles, b) prosojnost teles, c) barva površine teles.

Na meji med dvema medijema se pojavijo trije pojavi: odboj (sipanje), lom in absorpcija svetlobe. Barva telesa, osvetljenega z belo svetlobo, je odvisna od tega, kakšno barvo svetlobe to telo razprši, prepušča ali absorbira.

Prozorna ali brezbarvna telesa (na primer steklo, voda, zrak) se slabo odbijajo in prepuščajo vse barve bele svetlobe.

Rdeče steklo absorbira vse barve razen rdeče. Zeleno steklo absorbira vse barve razen zelene.

Barva telesa, osvetljenega z belo svetlobo, je določena z barvo, ki jo odbija. Na primer, rdeče telo odbija rdečo barvo in absorbira druge barve.

Belo telo (papir, sneg, platno) odseva vse barve.

Od petih čutil nam vid daje največ informacij o svetu okoli nas. Toda svet okoli sebe lahko vidimo samo zato, ker svetloba vstopi v naše oči. Začenjamo torej s preučevanjem svetlobnih ali optičnih (grško optikos - vizualni) pojavov, to je pojavov, povezanih s svetlobo.

Opazovanje svetlobnih pojavov

S svetlobnimi pojavi se srečujemo vsak dan, saj so del naravnega okolja, v katerem živimo.

Nekateri optični pojavi se nam zdijo pravi čudež, na primer fatamorgane v puščavi, aurore. Vendar morate priznati, da bolj znani svetlobni pojavi: sijaj kapljice rose v sončnem žarku, lunarna pot na vodi, sedembarvni mavrični most po poletnem dežju, strela v nevihtnih oblakih, utripanje zvezd na nočnem nebu - so tudi neverjetni, saj delajo svet okoli nas lep, poln čarobne lepote in harmonije.

Ugotovite, kaj so viri svetlobe

Viri svetlobe so fizična telesa, katerih delci (atomi, molekule, ioni) oddajajo svetlobo.

Ozrite se okoli sebe, sklicujte se na svoje izkušnje - in nedvomno boste poimenovali številne vire svetlobe: zvezda, blisk strele, plamen sveče, svetilka, računalniški monitor itd. (glej na primer sliko 9.1) . Svetlobo lahko oddajajo tudi organizmi: kresnice – svetle svetlobne točke, ki jih v toplih poletnih nočeh opazimo v gozdni travi, nekatere morske živali, radiolariji itd.

V jasni mesečni noči lahko precej dobro vidite predmete, osvetljene z mesečino. Lune pa ne moremo šteti za vir svetlobe, saj ne oddaja, temveč le odbija svetlobo, ki prihaja od Sonca.

Ali je mogoče ogledalu, s katerim posnamete »sončni žarek«, reči vir svetlobe? Pojasnite svoj odgovor.

Razločevanje svetlobnih virov

riž. 9.2. Močni viri umetne svetlobe - halogenske žarnice v žarometih sodobnega avtomobila

riž. 9.3. Signali sodobnih semaforjev so dobro vidni tudi pri močnem soncu.

V teh semaforjih so žarnice z žarilno nitko zamenjane z LED sijalkami

Glede na njihov izvor ločimo naravne in umetne (umetne) vire svetlobe.

Naravni viri svetlobe so sonce in zvezde, vroča lava in polarni sij, nekateri živi organizmi (globokomorske sipe, svetleče bakterije, kresničke) itd.

Že v starih časih so ljudje začeli ustvarjati umetne vire svetlobe. Sprva so bili to ognji, bakle, kasneje - bakle, sveče, oljne in petrolejke; ob koncu 19. stoletja Izumljena je bila električna svetilka. Danes se povsod uporabljajo različne vrste električnih svetilk (sl. 9.2, 9.3).

Katere vrste električnih svetilk se uporabljajo v stanovanjskih stavbah? Katere svetilke se uporabljajo za večbarvno osvetlitev?

Obstajajo tudi toplotni in fluorescenčni viri svetlobe.

Viri toplote oddajajo svetlobo zaradi dejstva, da imajo visoko temperaturo (slika 9.4).

Fluorescentni svetlobni viri ne potrebujejo visokih temperatur za žarenje: svetlobno sevanje je lahko precej intenzivno, medtem ko vir ostane relativno hladen. Primeri fluorescentnih svetlobnih virov so aurora in morski plankton, zaslon telefona, fluorescentna svetilka, prometni znak, prevlečen s fluorescenčno barvo itd.

riž. 9.4. Nekateri toplotni viri svetlobe

Preučevanje točkovnih in razširjenih virov svetlobe

Svetlobni vir, ki enakomerno oddaja svetlobo v vse smeri in katerega dimenzije, upoštevajoč razdaljo do mesta opazovanja, lahko zanemarimo, imenujemo točkovni svetlobni vir.

Jasen primer točkastih virov svetlobe so zvezde: opazujemo jih z Zemlje, torej z razdalje, ki je milijonkrat večja od velikosti samih zvezd.

Svetlobni viri, ki niso točkasti, se imenujejo razširjeni svetlobni viri. V večini primerov imamo opravka z razširjenimi viri svetlobe. To je fluorescenčna sijalka, zaslon mobilnega telefona, plamen sveče in ogenj.

Odvisno od pogojev lahko isti svetlobni vir štejemo za razširjenega in točkovnega.

Na sl. 9.5 prikazuje svetilko za osvetlitev krajinskega vrta. V katerem primeru menite, da lahko to svetilko štejemo za točkovni vir svetlobe?

Karakterizacija svetlobnih sprejemnikov

Sprejemniki svetlobe so naprave, ki pod vplivom svetlobe spreminjajo svoje lastnosti in s pomočjo katerih je mogoče zaznati svetlobno sevanje.

Sprejemniki svetlobe so lahko umetni ali naravni. V vsakem sprejemniku svetlobe se energija svetlobnega sevanja pretvori v druge vrste energije - toplotno, kar se kaže v segrevanju teles, ki absorbirajo svetlobo, električni, kemični in celo mehanski. Zaradi takšnih transformacij se sprejemniki na določen način odzovejo na svetlobo ali njene spremembe.

Na primer, nekateri varnostni sistemi delujejo na fotoelektričnih sprejemnikih svetlobe - fotocelicah. Svetlobni žarki, ki prodirajo v prostor okoli varovanega objekta, so usmerjeni na fotocelice (slika 9.6). Če je eden od teh žarkov blokiran, fotocelica ne bo prejela svetlobne energije in bo to takoj »sporočila«.

V sončnih kolektorjih fotocelice pretvarjajo svetlobno energijo v električno. Številne sodobne sončne elektrarne so velika »energijska polja« sončnih panelov.

Za fotografiranje so se dolgo časa uporabljali le fotokemični sprejemniki svetlobe (fotografski film, fotografski papir), v katerih zaradi delovanja svetlobe pride do določenih kemičnih reakcij (slika 9.7).

Od nam najbližje zvezde Alfa Kentavra potuje svetloba do Zemlje skoraj 4 leta. To pomeni, da ko pogledamo to zvezdo, dejansko vidimo, kakšna je bila pred 4 leti. Toda obstajajo galaksije, ki so od nas oddaljene milijone svetlobnih let (to pomeni, da svetloba potrebuje milijone let, da jih doseže!). Predstavljajte si, da v taki galaksiji obstaja visokotehnološka civilizacija. Potem se izkaže, da vidijo naš planet tak, kot je bil v času dinozavrov!

V sodobnih digitalnih fotoaparatih namesto fotografskega filma uporabljajo matriko, sestavljeno iz velikega števila fotocelic. Vsak od teh elementov prejme svoj "lastni" del svetlobnega toka, ga pretvori v električni signal in ta signal prenese na določeno mesto na zaslonu.

Naravni sprejemniki svetlobe so oči živih bitij (slika 9.8). Pod vplivom svetlobe se v mrežnici očesa pojavijo določene kemične reakcije, nastanejo živčni impulzi, zaradi česar možgani oblikujejo predstavo o svetu okoli nas.

Spoznajte hitrost svetlobe

Ko pogledate zvezdnato nebo, verjetno ne boste ugotovili, da so nekatere zvezde že ugasnile. Še več, več generacij naših prednikov je občudovalo te iste zvezde, teh zvezd pa še takrat ni bilo! Kako je mogoče, da obstaja svetloba zvezde, vendar zvezde same ni?

Dejstvo je, da se svetloba v prostoru širi s končno hitrostjo. Hitrost c širjenja svetlobe je ogromna, v vakuumu pa približno tristo tisoč kilometrov na sekundo:

Svetloba prepotuje veliko kilometrov v tisočinkah sekunde. Zato se zdi, da svetloba potuje takoj, če je razdalja od vira svetlobe do sprejemnika majhna. Toda svetloba oddaljenih zvezd potrebuje tisoče in milijone let, da doseže nas.

Naj povzamemo

Fizična telesa, katerih atomi in molekule oddajajo svetlobo, imenujemo viri svetlobe. Viri svetlobe so toplotni in fluorescentni; naravne in umetne; točka in razširjena. Na primer, polarni sij je naraven, razširjen luminiscentni vir svetlobe.

Naprave, ki spreminjajo svoje parametre zaradi delovanja svetlobe in s pomočjo katerih je mogoče zaznati svetlobno sevanje, imenujemo sprejemniki svetlobe. V sprejemnikih svetlobe se energija svetlobnega sevanja pretvori v druge vrste energije. Vidni organi živih bitij so naravni sprejemniki svetlobe.

Svetloba potuje skozi prostor s končno hitrostjo. Hitrost

širjenje svetlobe v vakuumu je približno: c = 3 10 m/s. Kontrolna vprašanja

1. Kakšno vlogo ima svetloba v človekovem življenju? 2. Določite vir svetlobe. Navedite primere. 3. Ali je Luna vir svetlobe? Pojasnite svoj odgovor. 4. Navedite primere naravnih in umetnih virov svetlobe. 5. Kaj imajo skupnega toplotni in fluorescenčni viri svetlobe? Kakšna je razlika? 6. Pod kakšnimi pogoji se svetlobni vir šteje za točkovni? 7. Katere naprave imenujemo sprejemniki svetlobe? Navedite primere naravnih in umetnih sprejemnikov svetlobe. 8. Kakšna je hitrost svetlobe v vakuumu?

Vaja št. 9

1. Vzpostavite ujemanje med virom svetlobe (glej sliko) in njegovo vrsto.

A naravna toplota B umetna toplota C naravna luminescentna D umetna luminescentna

2. Za vsako vrstico določite »odvečno« besedo ali frazo.

a) plamen sveče, sonce, zvezda, luna, LED svetilka;

b) računalniški zaslon, strela, žarnica, svetilka;

c) fluorescentna sijalka, plamen plinskega gorilnika, ogenj, radiolarija.

3. Koliko časa približno potrebuje svetloba, da prepotuje razdaljo od Sonca do Zemlje - 150 milijonov km?

4. V katerem od navedenih primerov lahko Sonce štejemo za točkovni vir svetlobe?

a) opazovanje sončnega mrka;

b) opazovanje Sonca iz vesoljskega plovila, ki leti zunaj Osončja;

c) določanje časa s pomočjo sončne ure.

5. Ena od enot za dolžino, ki se uporablja v astronomiji, je svetlobno leto. Koliko metrov je svetlobno leto, če je enako razdalji, ki jo svetloba prepotuje v vakuumu v enem letu?

6. Uporabi dodatne vire informacij in ugotovi, kdo in kako je prvi izmeril svetlobno hitrost.

To je učbeniško gradivo

Esej

Na temo: Svetlobni pojavi

Izpolnil: Khrapatov D. A.

Preveril:

1. Svetloba. Viri svetlobe

2. Širjenje svetlobe

3. Odboj svetlobe

4. Ravno ogledalo

5. Zrcalna in razpršena slika

6. Lom svetlobe

8. Slike, ki jih ustvari objektiv

Svetloba. Viri svetlobe

Svetloba... njen pomen v našem življenju je zelo velik. Težko si je predstavljati življenje brez svetlobe. Navsezadnje se vsa živa bitja rodijo in razvijajo pod vplivom svetlobe in toplote.

Človeška dejavnost v začetnih obdobjih svojega obstoja - pridobivanje hrane, zaščita pred sovražniki, lov - je bila odvisna od dnevne svetlobe. Potem se je človek naučil kuriti in vzdrževati ogenj, začel je osvetljevati svoj dom in loviti z baklami. Toda v vseh primerih njegove dejavnosti niso mogle nadaljevati brez osvetlitve.

Svetloba, ki so jo pošiljala nebesna telesa, je omogočala določanje položaja in gibanja Sonca, zvezd, planetov, Lune in drugih satelitov. Preučevanje svetlobnih pojavov je pomagalo ustvariti instrumente, s pomočjo katerih smo spoznali strukturo in celo sestavo nebesnih teles, ki se nahajajo na razdalji več milijard kilometrov od Zemlje. Na podlagi opazovanj s teleskopom in fotografij planetov so proučevali njihovo oblačnost, značilnosti površja in hitrosti vrtenja. Lahko rečemo, da je znanost o astronomiji nastala in se razvijala zahvaljujoč svetlobi in vidu.

Študija svetlobe je osnova za ustvarjanje umetne razsvetljave, ki je tako potrebna za človeka. Svetloba je potrebna povsod: prometna varnost je povezana z uporabo žarometov in cestne razsvetljave; vojaška oprema uporablja signalne rakete in reflektorje; normalna osvetlitev delovnega mesta pomaga povečati produktivnost dela; Sončna svetloba povečuje odpornost telesa na bolezni in izboljšuje človekovo razpoloženje.

Kaj je svetloba? Zakaj in kako jo dojemamo?

Veja znanosti, ki se posveča proučevanju svetlobe, se imenuje tudi optika (iz grščine optos - viden, viden).

Svetlobno (optično) sevanje ustvarjajo svetlobni viri.

Obstajajo naravni in umetni viri svetlobe. Naravni viri svetlobe vključujejo sonce, zvezde, polarni sij, strele; umetno - svetilke, sveče, TV in drugo.

Vidimo vir svetlobe, ker sevanje, ki ga ustvari ime, pade v naše oči. Vidimo pa tudi telesa, ki niso viri svetlobe – drevesa, hiše, stene prostorov, Luna, planeti itd. Vendar jih vidimo le, ko so osvetljeni s svetlobnimi viri. Sevanje, ki prihaja iz svetlobnih virov, pade na površino predmetov, spremeni svojo smer in vstopi v oči.

2. Širjenje svetlobe

Optika je ena najstarejših ved.

Dolgo preden so vedeli, kaj je svetloba, so nekatere njene lastnosti odkrili in uporabili v praksi.

Na podlagi opazovanj in poskusov so bili ugotovljeni zakoni širjenja svetlobe s pojmom svetlobni žarek.

ŽAREK je črta, po kateri potuje svetloba.

Zakon premočrtnega širjenja svetlobe.

Svetloba v prosojnem homogenem mediju potuje v ravnih črtah.

Za ta zakon lahko upoštevamo primer - nastanek sence:

Če želimo preprečiti, da bi svetloba svetilke prišla v oči, jo lahko zamašimo z roko ali na svetilko nataknemo senčnik. Če svetloba ne bi potovala v ravnih črtah, bi se lahko upognila okoli robov ovire in nam prišla v oči. Na primer, zvoka ne morete "blokirati" z roko, to oviro bo obšel in slišali ga bomo.

Oglejmo si ta pojav eksperimentalno.

Vzamemo žarnico iz svetilke. Zaslon postavimo nekoliko oddaljeno od njega. Svetilka popolnoma osvetli zaslon. Med žarnico in zaslon postavimo neprozorno telo (na primer kovinsko kroglico). Zdaj se bo na zaslonu pojavil temen krog, saj se je za žogo oblikovala senca - prostor, v katerega svetloba iz vira ne pade.

Vendar ne vidimo vedno jasno opisane sence, ki je bila pridobljena v opisani izkušnji. Če je velikost vira svetlobe veliko večja, se okoli sence oblikuje penumbra. Če bi bilo naše oko v senci, ne bi videli vira svetlobe, iz polsence pa bi videli enega od njegovih robov. Zakon o širjenju svetlobe so stari Egipčani uporabili za namestitev stebrov, stebrov in sten v ravni črti. Stebre so postavili tako, da vsi drugi niso bili vidni izza očesu najbližjega stebra.

3. Odboj svetlobe

Usmerimo žarek svetlobe iz svetlobnega vira na zaslon. Zaslon bo osvetljen, vendar med virom in zaslonom ne bomo videli ničesar. Če med vir in zaslon postavite kos papirja, bo viden. To se zgodi zato, ker se sevanje, ko doseže površino pločevine, odbije, spremeni svojo smer in vstopi v naše oči. Celoten snop svetlobe postane viden, če je zrak med zaslonom in virom svetlobe zaprašen. V tem primeru prašni delci odbijajo svetlobo in jo usmerjajo v oči opazovalca.

Zakon odboja svetlobe:

Vpadni in odbiti žarek ležita v isti ravnini z navpičnico na zrcalno ploskev, postavljeno na vpadno točko žarka.

Naj bo premica MN ploskev zrcala, AO vpadni žarek in OB odbiti žarek, OC pravokotnica na zrcalno ploskev v točki vpadanja žarka.

Kot, ki ga tvorita vpadni žarek AO in navpičnica OS (kot AOS), imenujemo vpadni kot. Označena je s črko α ("alfa"). Kot, ki ga tvorita odbiti žarek OB in enaka navpičnica OS (tj. kot COB), se imenuje odbojni kot, označujemo ga s črko β ("beta").

S premikanjem svetlobnega vira ob robu diska spreminjamo vpadni kot žarka. Ponovimo poskus, vendar si bomo zdaj vsakič zabeležili vpadni in pripadajoči odbojni kot.

Opazovanja in meritve kažejo, da se pri vseh vrednostih vpadnega kota ohranja enakost med njim in odbojnim kotom.

Torej, drugi zakon odboja svetlobe pravi: odbojni kot je enak vpadnemu kotu.

4. Ravno ogledalo

Zrcalo, katerega površina je ravnina, imenujemo ravno zrcalo.

Ko je predmet pred ogledalom, se zdi, da je podoben predmet za ogledalom, kar vidimo za ogledalom, imenujemo slika predmeta.

Za začetek razložimo, kako oko zazna sam predmet, na primer svečo. Od vsake točke reza se svetlobni žarki razhajajo v vse smeri. Nekateri od njih vstopijo v oko v divergentnem žarku. Oko vidi (zazna) točko na mestu, od koder prihajajo žarki, tj. na mestu, kjer se sekata, kjer se točka dejansko ne nahaja.

Ko se pogledamo v ogledalo, vidimo namišljeno podobo svojega obraza.

Kos ravnega stekla postavimo navpično – služil bo kot ogledalo. A ker je steklo prozorno, bomo videli tudi, kaj je za njim. Pred kozarec postavite prižgano svečo. Videli bomo njeno podobo v steklu. Na drugo stran kozarca (kjer vidimo sliko) bomo postavili enako, vendar neprižgano svečo in jo premikali, dokler ne bo videti prižgana. To bo pomenilo, da se slika prižgane sveče nahaja tam, kjer je neprižgana sveča.

Izmerimo razdaljo od sveče do kozarca in od kozarca do podobe sveče. Te razdalje bodo enake.

Izkušnje tudi kažejo, da je višina podobe sveče enaka višini same sveče, tj. Dimenzije slike v ravnem ogledalu so enake dimenzijam predmeta.

Izkušnje torej kažejo, da ima slika predmeta v ravnem zrcalu naslednje lastnosti: ta slika je navidezna, neposredna, enaka velikosti predmeta, nahaja se na enaki razdalji za zrcalom, kot je predmet pred njim. ogledala.

Slika v ravnem ogledalu ima še eno lastnost. Poglejte sliko svoje desne roke v ravnem zrcalu, prsti na sliki so postavljeni, kot da bi bila vaša leva roka.

5. Zrcalna in razpršena slika

V ravnem ogledalu vidimo podobo, ki se malo razlikuje od predmeta samega. To je zato, ker je površina ogledala ravna in gladka in ker ogledalo odbija večino svetlobe, ki pada nanj (70 do 90 %).

Zrcalna površina odbija svetlobni žarek, ki pada nanjo usmerjeno. Naj na primer pade snop vzporednih sončnih žarkov na ogledalo. Žarke odbija tudi vzporedni žarek.

Vse, kar ni zrcaljeno, tj. hrapava, negladka površina razprši svetlobo: odbije snop vzporednih žarkov, ki padajo nanjo v vse smeri. To je razloženo z dejstvom, da je hrapava površina sestavljena iz velikega števila zelo majhnih ravnih površin, ki se naključno nahajajo pod različnimi koti druga na drugo. Vsaka majhna ravna površina odbija svetlobo v določeni smeri. Toda vsi skupaj usmerjajo odbite žarke v različne smeri, tj. razpršijo svetlobo v različne smeri.

6. Lom svetlobe

Zdi se, da je žlica ali svinčnik, spuščen v kozarec vode, zlomljen na meji med vodo in zrakom. To je mogoče pojasniti le z dejstvom, da imajo svetlobni žarki, ki prihajajo iz žlice, drugačno smer v vodi kot v zraku.

Spremembo smeri širjenja svetlobe pri prehodu skozi mejo dveh medijev imenujemo lom svetlobe.

Pri prehodu žarka iz stekla (vode) v zrak je lomni kot večji od vpadnega kota.

Sposobnost loma žarkov se med različnimi mediji razlikuje. Na primer, diamant lomi svetlobne žarke močneje kot voda ali steklo.

Če pade žarek svetlobe na površino diamanta pod kotom 60*, potem je lomni kot žarka približno 21*. Pri enakem vpadnem kotu žarka na gladino vode je lomni kot približno 30*.

Ko žarek prehaja iz enega medija v drugega, se svetloba lomi v naslednjih položajih:

1. Vpadni in lomljeni žarek ležita v isti ravnini z navpično narisano v vpadni točki žarka na ravnino ločevanja obeh medijev.

2. glede na to, v kateri medij preide žarek, je lahko lomni kot manjši ali večji od vpadnega kota.

7. Leče

Odboj in lom svetlobe se uporablja za spreminjanje smeri žarkov ali, kot pravijo, za nadzor svetlobnih žarkov. To je osnova za ustvarjanje posebnih optičnih instrumentov, kot so reflektor, povečevalno steklo, mikroskop, kamera in drugi. Glavni del večine je leča.

V optiki se najpogosteje uporabljajo sferične leče. Takšne leče so telesa iz optičnega ali organskega stekla, omejena z dvema sferičnima površinama.

Leče so različnih vrst, omejene na eni strani s sferično ploskvijo in na drugi z ravno ploskvijo ali konkavno-konveksne, najpogosteje uporabljene pa so konveksne in konkavne.

Konveksna leča pretvori snop vzporednih žarkov v konvergentnega in ga zbere v eno točko. Zato se konveksna leča imenuje zbiralna leča.

Konkavna leča pretvori snop vzporednih žarkov v divergentnega. Zato se konkavna leča imenuje divergentna leča.

Upoštevali smo leče, ki so na obeh straneh omejene s sferičnimi ploskvami. Izdelujejo in uporabljajo pa se tudi leče, omejene na eni strani s kroglasto površino, na drugi strani pa z ravno površino, ali konkavno-konveksne leče. Kljub temu so leče konvergentne ali divergentne. Če je srednji del leče debelejši od njenih robov, potem zbira žarke, če je tanjši, pa jih razprši.

8. Slike, ki jih ustvari objektiv

Z uporabo leče lahko nadzorujete svetlobne žarke. Vendar pa s pomočjo leče ne morete samo zbirati in razpršiti svetlobnih žarkov, temveč tudi dobiti različne slike predmetov. Zahvaljujoč tej sposobnosti leč se le-te pogosto uporabljajo v praksi. Torej leča v filmski kameri daje stokratno povečavo, v kameri pa leča daje tudi pomanjšano sliko fotografiranega predmeta.

1. Če se predmet nahaja med lečo in njenim goriščem, potem je njegova slika povečana, navidezna, direktna in se nahaja dlje od leče kot predmet.

To sliko dobimo pri uporabi povečevalnega stekla pri sestavljanju ur, branju drobnega besedila itd.

2. Če je predmet med goriščem in dvojnim žariščem leče, potem daje leča svojo povečano, obrnjeno, resnično sliko; nahaja se na drugi strani leče glede na predmet, za dvojno goriščno razdaljo.

Ta slika se uporablja v projekcijski napravi, v filmski kameri.

3. Predmet je za dvojno razdaljo leče.

V tem primeru daje leča pomanjšano, obrnjeno, resnično sliko predmeta, ki leži na drugi strani leče med svojim Foxom in dvojnim fokusom.

Ta slika se uporablja v fotografski opremi.

Leča z bolj konveksnimi površinami bolj lomi žarke kot leča z manjšo ukrivljenostjo. Zato je goriščna razdalja bolj konveksne leče manjša od manj konveksne leče. Objektiv s krajšo goriščno razdaljo povzroči večjo povečavo kot leča z daljšo goriščno razdaljo.

Povečava predmeta bo tem večja, čim bližje žarišču je predmet. Zato je z uporabo leč mogoče dobiti slike z veliko in zelo veliko povečavo. Na enak način lahko dobite slike z različnimi zmanjšanji.

Literatura

1. Svetloba. Viri svetlobe.

2. Kratkovidnost in daljnovidnost. Očala.

3. Svetloba. Uredil N.A. domovina