Пособие по физике «Геометрическая оптика».
Прямолинейность распространения света.
Если между глазом и каким-нибудь источником света поместить непрозрачный предмет, то источник света мы не увидим. Объясняется это тем, что в однородной среде свет распространяется по прямым линиям.
Предметы, освещаемые точечными источниками света, например солнцем, отбрасывают четко очерченные тени. Карманный фонарик даёт узкий пучек света. Фактически о положении окружающих нас предметов в пространстве мы судим, подразумевая, что свет от обьекта попадает в наш глаз по прямолинейным траекториям. Наша ориентация во внешнем мире целиком основана на предположении о прямолинейном распространении света.
Именно это допущение привело к представлению о световых лучах.
Световой луч — это прямая, вдоль которой распространяется свет. Условно лучом называют узкий пучок света. Если мы видим предмет, то это означает, что нам в глаз попадает свет от каждой точки предмета. Хотя световые лучи выходят из каждой точки по всем направлениям, лишь узкий пучек этих лучей попадает в глаз наблюдателя. Если наблюдатель сдвинет голову чут ь в сторону, то в его глаз от каждой точки предмета будет попадать уже другой пучек лучей.
На рисунке показана тень, полученная на экране при освещении точечным источником света S непрозрачного шара М. Так как шар непрозрачен, то он не пропускает свет, падающий на него; в результате на экране образуется тень. Такую тень можно получить в тёмной комнате, освещая шар карманным фонарём.
Закон прямолинейного распространения света : в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.
Доказательством этого закона является образование тени и полутени.
В домашних условиях можно выполнить несколько опытов — доказательств этого закона.
Если мы хотим, чтобы свет от лампы не попадал в глаза, мы можем поместить между лампой и глазами лист бумаги, руку или надеть на лампу абажур. Если бы свет распространялся не по прямым линиям, то он мог бы обогнуть препятствие и попасть к нам в глаза. Например от звука нельзя «загородиться» рукой, он обогнёт это препятствие и мы будем его слышать.
Таким образом, описанный пример показывает, что свет не огибает препятствие, а распространяется прямолинейно.
Теперь возьмём маленький источник света, например карманный фонарик S. Расположим на некотором расстоянии от неё экран, то есть в каждую его точку попадает свет. Если между точечным источником света S и экраном разместить непрозрачное тело, например мячик, то на экране увидим темное изображение очертаний этого тела — тёмный круг, поскольку за ним образовалась тень — пространство, куда не попадается свет от источника S. Если бы свет распространялся не прямолинейно и луч не был бы прямой линией, то тень могла бы не образоваться или имела бы другую форму и размеры.
Но чётко ограниченную тень, которая получена в описанном опыте, мы видим в жизни не всегда. Такая тень образовалась, потому что в качестве источника света мы использовали лампочку, размеры спирали которой намного меньше, чем расстояние от неё до экрана.
Если в качестве источника света взять большую, сравнительно с препятствием, лампу, размеры спирали которой сравнимы с расстоянием от неё до экрана, то вокруг тени на экране образуется еще и частично освещенное пространство — полутень .
Образование полутени не противоречит закону прямолинейного распространения света, а, наоборот, подтверждает его. Ведь в данном случае источник света нельзя считать точечным. Он состоит из множества точек и каждая из них испускает лучи. Поэтому на экране имеются области, в которые свет от одних точек источника попадает, а от других не попадает. Таким образом эти области экрана освещены лишь частично, там и образуется полутень. В центральную область экрана не попадает свет ни от одной точки лампы, там наблюдается полная тень.
Очевидно, что если наш глаз находился бы в области тени, то мы не увидели бы источник света. Из области полутени мы видели бы часть лампы. Это мы и наблюдаем при солнечном или лунном затмении.
И последний опыт. Положите на стол кусок картона и воткните в него две булавки в нескольких сантиметрах друг от друга. Между этими булавками воткните ещё две-три булавки так, чтобы, глядя на одну из крайних, вы увидели только её, а остальные булавки были бы закрыты от нашего взгляда ею. Выньте булавки, приложите линейку к следам в картоне от двух крайних булавок и проведите прямую. Как расположены следы от других булавок по отношению к этой прямой?
Прямолинейностью распространения света пользуются при провешивании прямых линий на поверхности земли и под землей в метро, при определении расстояний на земле, на море и в воздухе. Когда контролируют прямолинейность изделий по лучу зрения, то опять-таки используют прямолинейность распространения света.
Весьма вероятно, что и само понятие о прямой линии возникло из представления о прямолинейном распространении света.
optika8.narod.ru
Закон прямолинейного распространения света
Свет в однородной среде распространяется прямолинейно. Доказательством закона служит образование тени и полутени.
Закон независимости световых лучей
Распространение световых лучей в среде происходит независимо друг от друга.
Луч падающий, отраженный и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.
Лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром в точке падения к границе. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления постоянная величина для двух данных сред.
При переходе света из оптически более плотной среды (с большим показателем преломления) в оптически менее плотную, начиная с некоторого угла падения преломленного луча не станет. Явление называется полным отражением. Наименьший угол, с которого начинается полное отражение, называется предельным углом полного отражения. При всех больших углах падения преломленная волна отсутствует.
a) преломленный луч существует; б) предельный угол отражения; в) преломленный луч отсутствует;
При прохождении лучей различных длин волн через призму, они отклоняются на разные углы. Явление дисперсии связано с зависимостью показателя преломления среды от частоты распространяющегося излучения.
Явление дисперсии приводит к образованию радуги вследствие преломления солнечных лучей на мельчайших водяных капельках во время дождя.
Закон прямолинейного распространения света объясняет образование тени
- Когда вы играете в прятки или пускаете «солнечных зайчиков», то, не подозревая того, пользуетесь законом прямолинейного распространения света. Выясним, в чем заключается этот закон и какие явления он объясняет.
1. Учимся различать пучок свата и сватовой луч
Для наблюдения световых пучков нам не нужно никакого специального оборудования (рис. 3.12).
Достаточно, например, неплотно сдвинуть в комнате шторы в ясный солнечный день, открыть дверь из освещенной комнаты в темный коридор, или включить в темноте фонарик.
Рис. 3. 12. В пасмурные дни сквозь разрывы туч пробиваются пучки солнечного света
Пучки света в первом случае проходят в комнату сквозь щель между шторами, во втором - падают на пол через дверной проем; в последнем случае свет от лампочки в определенном направлении направляется рефлектором фонарика. Пучки света в каждом из этих случаев образовывают яркие световые пятна на освещаемых ими предметах.
В реальной жизни мы имеем дело только с пучками света, хотя, согласитесь, нам привычнее говорить: луч солнца, луч прожектора, зеленый луч и т. п.
На самом деле, с точки зрения физики, правильно было бы говорить: пучок солнечных лучей, пучок зеленых лучей и т. д. А вот для схематического изображения световых пучков используют световые лучи (рис. 3.13).
- Световой луч - это линия, указывающая направление распространения светового пучка.
Рис. 3. 13. Схематическое изображение световых пучков с помощью световых лучей: а - параллельный световой пучок; б - расходящийся световой пучок; в - сходящийся световой пучок
Рис. 3.14. Опыт, демонстрирующий прямолинейное распространение света
2. Убеждаемся в прямолинейности распространения света
Проведем опыт. Расположим последовательно источник света, несколько листов картона с круглыми отверстиями (диаметром приблизительно 5 мм) и экран. Разместим листы картона таким образом, чтобы на экране появилось световое пятно (рис. 3.14). Если теперь взять, например, спицу и протянуть ее сквозь отверстия, то спица легко пройдет сквозь них, т. е. окажется, что отверстия расположены на одной прямой.
Этот опыт демонстрирует собой закон прямолинейного распространения света, установленный в глубокой древности. О нем свыше 2500 лет тому писал древнегреческий ученый Эвклид. Кстати, в геометрии понятия луча и прямой линии возникли на основе представления о световых лучах.
Закон прямолинейного распространения света: в прозрачной однородной среде свет распространяется прямолинейно.
Рис. 3.15. Принцип действия солнечных часов базируется на том, что тень от вертикально расположенного объекта, освещенного солнцем, изменяет свою длину и расположение в течение дня
Рис. 3.16 Образование полной тени O 1 от предмета О, освещенного точечным источником света S
3. Выясняем, что такое полная тень и полутень
Прямолинейностью распространения света можно объяснить тот факт, что любое непрозрачное тело, освещенное источником света, отбрасывает тень (рис. 3.15).
Если источник света относительно предмета является точечным, то тень от предмета будет четкой. В этом случае говорят о полной тени (рис. 3.16).
- Полная тень - это та область пространства, в которую не попадает свет от источника света.
Если тело освещено несколькими точечными источниками света или протяженным источником, то на экране образуется тень с нечеткими контурами. В таком случае создается не только полная тень, а еще и полутень (рис. 3.17).
- Полутень - это область пространства, освещенная некоторыми из нескольких имеющихся точечных источников света или частью протяженного источника.
Образование полной тени и полутени в космических масштабах мы наблюдаем во время лунного (рис. 3.18) и солнечного (рис. 3.19) затмений. В тех местах Земли, на которые упала полная тень Луны, наблюдается полное солнечное затмение, в местах полутени - частичное затмение Солнца.
Рис. 3.17. Образование полной тени O1 и полутени O2 от предмета О, освещенного протяженным источником света S
В прозрачной однородной среде свет распространяется прямолинейно. Линия, указывающая направление распространения светового пучка, называется световым лучом.
В результате того, что свет распространяется прямолинейно, непрозрачные тела отбрасывают тень (полную тень и полутень). Полная тень - область пространства, в которую не попадает свет от источника (источников) света. Полутень - это область пространства, освещенная некоторыми из нескольких имеющихся точечных источников света или частью протяженного источника.
Во время солнечных и месячных затмений мы наблюдаем образование тени и полутени в космических масштабах.
1. Что называют световым лучом?
2. В чем заключается закон прямолинейного распространения света?
3. Какими опытами можно доказать прямолинейность распространения света?
4. Какие явления подтверждают прямолинейность распространения света?
5. При каких условиях предмет будет образовывать только полную тень, а при каких - полную тень и полутень?
6. При каких условиях возникают солнечные и лунные затмения?
1. Во время солнечного затмения на поверхности Земли образуются тень и полутень Луны (рисунок а). Рисунки б, в, г - фотографии этого солнечного затмения, сделанные с разных точек Земли. Какая фотография сделана в точке I рисунка а? в точке 2? в точке 3?
2. Космонавт, находясь на Луне, наблюдает Землю. Что увидит космонавт в тот момент, когда на Земле будет полное лунное затмение? частичное затмение Луны?
3. Как необходимо освещать операционную, чтобы тень от рук хирурга не заслоняла операционного поля?
4. Почему самолет, летящий на большой высоте, не образует тени даже в солнечный день?
1. На расстоянии 30-40 см от зажженной свечи или настольной лампы расположите экран. Между экраном и свечой горизонтально поместите карандаш. Изменяя расстояние между карандашом и свечой, наблюдайте изменения, происходящие на экране. Опишите и объясните свои наблюдения.
2. Предложите способ, как, используя булавки, можно проверить, является ли линия, проведенная на картоне, прямой.
3. Встаньте вечером неподалеку от уличного фонаря. Внимательно рассмотрите свою тень. Объясните результаты наблюдения.
Харьковский национальный университет радиоэлектроники (ХНУРЭ), основанный в 1930 году, по концентрации научно-технического и научно-педагогического потенциала в области радиоэлектроники, телекоммуникаций, информационных технологий и вычислительной техники не имеет себе равных в Украине и странах СНГ.
Уникальные научные результаты работы ученых университета оказывали содействие развитию десятков новых научных направлений, закрепив приоритет отечественной науки в ряде важнейших областей народного хозяйства и оборонной сферы. Прежде всего это касается исследований околоземного пространства. Благодаря созданным учеными университета измерительным комплексам, не имеющим аналогов в странах СНГ, составлен самый полный в мире каталог метеоритных частиц в околоземном пространстве, осуществлена высокоточная привязка во время запуска первого украинского спутника «Сечь-1», построена глобальная модель техногенных примесей в стратосфере и мезосфере Земли.
Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. - X.: Издательство «Ранок», 2007. - 192 с.: ил.
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.
Закон прямолинейного распространения света. Скорость света и методы ее измерения.
Закон прямолинейного распространения света.
Свет в однородной среде распространяется прямолинейно.
Луч – часть прямой, указывающей направление распространения света. Понятие луча ввел Евклид (геометрическая или лучевая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света, основанные на понятии луча, без учета природы света).
Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени.
При малых размерах источника (источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь) получается только тень (область пространства, в которую свет не попадает).
При больших размерах источника света (или, если источник находится близко к предмету) создаются нерезкие тени (тень и полутень).
В астрономии – объяснение затмений.
Световые пучки распространяются независимо друг от друга. Например, проходя один через другой, они не влияют на взаимное распространение.
Световые пучки обратимы, т.е., если поменять местами источник света и изображение, полученное с помощью оптической системы, то ход лучей от этого не изменится.
Скорость света и методы ее измерения.
Первые предложения выдвинуты Галилеем: фонарь и зеркало устанавливаются на вершинах двух гор; зная расстояние между горами и, измеряя время распространения, можно рассчитать скорость света.
Астрономический метод измерения скорости света
Впервые осуществлен датчанином Олафом Ремером в 1676 г. Когда Земля очень близко подошла к Юпитеру (на расстояние L 1 ), промежуток времени между двумя появлениями спутника Ио оказался 42 ч 28 мин; когда же Земля удалилась от Юпитера на расстояние L 2 , спутник стал выходить из тени Юпитера на 22 мин. позднее. Объяснение Ремера: это запаздывание происходит за счет того, что свет проходит дополнительное расстояние ? l = l 2 – l 1 .
Лабораторный метод измерения скорости света
Метод Физо (1849). Свет падает на полупрозрачную пластину и отражается, проходя через вращающееся зубчатое колесо. Пучок, отраженный от зеркала, может попасть к наблюдателю, только пройдя между зубьями. Если знать скорость вращения зубчатого колеса, расстояние между зубьями и расстояние между колесом и зеркалом, то можно рассчитать скорость света.
Метод Фуко – вместо зубчатого колеса вращающаяся зеркальная восьмигранная призма.
с=313 000 км/с.
В настоящее время вместо механических делителей светового потока применяются оптоэлектронные (ячейка Керра – кристалл, оптическая прозрачность которого меняется в зависимости от величины электрического напряжения).
Можно измерить частоту колебаний волны и независимо – длину волны (особенно удобно в радиодиапазоне), а затем рассчитать скорость света по формуле.
По современным данным, в вакууме с=(299792456,2 ± 0,8) м/с.
Применение закона прямолинейного распространения света.? Камера-обскура
А. Закон прямолинейного распространения света: история, формулировка, применение.
1. Образование тени и полутени;
2. Солнечное затмение;
3. Лунное затмение.
«Камера — обскура»
Камерой-обскурой называется темная комната (ящик) с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.
Время, когда была изобретена камера-обскура и кому принадлежит сама идея, в точности не известны.
Упоминания о камере-обскуре встречаются ещё в 5-ом веке до н. э. — китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемнённой комнаты. Упоминания о камере-обскуре встречаются и у Аристотеля.
Арабский физик и математик X века ибн Аль-Хайтам (Альхазен), изучая камеру обскуру, сделал вывод о линейности распространения света. Скорее всего первым использовал камеру-обскуру для зарисовок с натуры Леонардо да Винчи.
В 1686 году Йоганнес Цан спроектировал портативную камеру-обскуру оснащённую зеркалом расположенное под углом 45° и проецирующею изображение на матовую, горизонтальную пластину, что позволило художникам переносить пейзажи на бумагу.
Развитие камер-обскур пошло двумя путями. Первое направление — создание портативных камер.
Многие художники использовали камеру-обскуру для создания своих произведений — пейзажей, портретов, бытовых зарисовок. Камеры-обскуры тех времён представляли собой большие ящики с ситемой зеркал для отклонения света.
Часто вместо простого отверстия использовался объектив, что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения.
С развитием оптики объективы усложнялись, а после изобретения светочувствительных материалов камеры- обскуры стали фотоаппаратами.
Второе направление развития камер-обскур — создание специальных комнат.
Раньше и сейчас такие комнаты используются для развлечения и обучения.
Однако и в настоящее время некоторые фотографы используют так называемые «стено?пы » - фотоаппараты с маленьким отверстием вместо объектива. Изображения, полученные при помощи таких камер, отличаются своеобразным мягким рисунком, идеальной линейной перспективой и большой глубиной резкости.
Камеры устанавливаются на крышах и проецируют вид с них на вот такие «тарелки».
Просмотр содержимого документа
«Лунные и солнечные затмения»
Лунные и солнечные затмения.
Когда Луна при своём движении вокруг земли полностью или частично заслоняет Солнце, происходит солнечное затмение. Во время полного солнечного затмения Луна закрывает весь диск Солнца (это возможно благодаря тому, что видимые диаметры Луны и Земли одинаковы). Полное солнечное затмение можно наблюдать из тех точек земной поверхности, где проходит полоса полной фазы. По обе стороны полосы полной фазы происходит частное затмение Солнца, во время которого Луна заслоняет не весь солнечный диск, а лишь часть его.
Наблюдается частное солнечное затмение из тех мест земной поверхности, которое охватывает расходящийся конус лунной полутени.
Полное солнечное затмение, которое можно было наблюдать с территории России, произошло 9 марта 1997 года (Восточная Сибирь). Чаще в году бывает 2 солнечных и 2 лунных затмения. В1982 году было 7 затмений — 4 частичных солнечных и 3 полных лунных.
Не в каждое новолуние может быть солнечное затмение, так как плоскость, в которой Луна движется вокруг Земли наклонена к плоскости эклиптики (движения Солнца) под углом примерно равному пяти градусам. В Москве очередное полное солнечное затмение будет наблюдаться 16 октября 2126 года. Полное солнечное затмение обычно длится 2-3 минуты. В 1999 году 11 августа — полное солнечное затмение прошло через Крым и Закавказье.
Солнечные затмения доказывают прямолинейное распространение света.
Если же Луна при своём обращении вокруг Земли попадает в тень, отбрасываемую землёй, то наблюдается лунное затмение. Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остаётся видимым, но он приобретает обычный темно — красный оттенок. Это явление объясняется преломлением лучей в земной атмосфере. Преломляясь в земной атмосфере, солнечное излучение, попадает в конус земной тени и освещает Луну.
В области тени на Земле будет наблюдаться полное солнечное затмение. Вокруг тени на Земле будет находиться область полутени. В этом месте на Земле будет наблюдаться частное солнечное затмение.
Во время полного солнечного затмения быстро темнеет. Понижается температура воздуха, появляется даже роса, а на небе виден черный диск Солнца с сияющей вокруг него жемчужно — серой короной.
В прошлом необычный вид Луны и Солнца во время затмений приводил людей в ужас. Жрецы, зная о повторяемости этих явлений, использовали их для подчинения и устрашения людей, приписывая затмения сверхъестественным силам.
Дневной свет ослабевает настолько, что иногда можно видеть на небе яркие звёзды и планеты. Многие растения свертывают листья.
Дайте письменные ответы на вопросы:
1. Выберите из предложенных вариантов ответов, какие движения Земли и Луны вы знаете?
Земля движется вокруг своей оси и вокруг Солнца.
Луна вращается только вокруг своей оси.
Луна вращается вокруг Земли и своей оси.
Луна и Земля вращаются только вокруг Солнца.
2. Если Луна при своем движении окажется между Землёй и Солнцем, то она будет отбрасывать на Землю тень. Продолжите ход солнечных лучей и зарисуйте образование области тени и полутени.
4. Рассмотрите полученный вами рисунок и объясните почему, кроме тени, образуется и полутень.
5. Найдите отличие полного солнечного затмения и частного (используйте полученную вами схему).
6. Что может увидеть человек на земле, находясь в области полного солнечного затмения?
7. На основании предыдущих ответов закончите мысль: «Солнечное затмение наступает тогда когда. »
8. Какая закономерность распространения света объясняет солнечные затмения?
Просмотр содержимого презентации
«Урок №2»
«Применение закона прямолинейного распространения света. Камера-обскура»
О свет! Ты чудо из чудес И вызываешь интерес. Еще не раз умы людей Займешь теорией своей.
Закон прямолинейного распространения света:
Впервые закон прямолинейного распространения света был сформулирован в III в. до н.э. древнегреческим ученым Евклидом. Под прямолинейностью распространения света он имел в виду прямолинейность световых лучей. Сам Евклид, правда, отождествлял лучи света со “зрительными лучами”, которые якобы выходили из глаз человека и в результате “ощупывания” предметов позволяли видеть последние. Такая точка зрения была достаточно широко распространена в древнем мире. Однако уже Аристотель спрашивал: “Если бы видение зависело от света, исходящего из глаз, как из фонаря, то почему бы нам не видеть в темноте?” Теперь мы знаем, что никаких “зрительных лучей” не существует, и видим мы не потому, что какие-то лучи выходят из наших глаз, а наоборот, потому что свет от различных предметов попадает нам в глаза.
Свет в пространстве распространяется прямолинейно .
Под световым лучом в современной физике понимают достаточно узкий пучок света, который в той области, в которой изучается его распространение, можно считать не расходящимся. Это физический световой луч . Различают еще и математический (геометрический) луч — это линия, вдоль которой распространяется свет. Этим понятием мы и будем пользоваться.
Так как свет распространяется по прямой, то когда он встречает непрозрачные предметы, образуется тень. Зона, в которую не попадает свет, называется тенью . Если источник света небольшой, отбрасываемая предметом тень имеет четкие контуры, если большой – расплывчатые. Переход от света к тени называется полутенью : сюда попадает только часть излучаемого света.
Лабораторная работа: «Образование тени и полутени»
Цель: научиться получать тень и полутень на экране.
Оборудование: 2 свечи, шарик на подставке или любое непрозрачное тело; экран; несколько разных геометрических тел.
1. Расположите свечи на расстоянии
5-7 сантиметров друг от друга. Перед ними
поместите шарик. За шариком поставьте
2. Зажгите свечу. На экране
видна чёткая тень от шарика.
3. Если теперь зажечь вторую лампу,
на экране видны тень и полутень.
Лунное и солнечное затмение
У Козьмы Пруткова есть афоризм: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, Солнце или месяц? — ответствуй: месяц. Ибо Солнце светит днем, когда и без того светло, а месяц — ночью». Прав ли Козьма Прутков? Почему?
Назовите источники света, которыми вам доводилось когда-либо пользоваться при чтении.
Зачем водители в темное время суток при встрече машин переключают фары с дальнего света на ближний?
Нагретый утюг и горящая свеча являются источниками излучения. Чем отличаются друг от друга создаваемые этими приборами излучения?
Из древнегреческой легенды о Персее: «Не далее полета стрелы было чудовище, когда Персей взлетел высоко в воздух. Тень его упала в море, и с яростью ринулось чудо — вище на тень героя. Персей смело бросился с высоты на чудовище и глубоко вонзил ему в спину изогнутый меч».
Что такое тень и какой физический закон позволяет объяснить ее образование?
Шар раскаленный, золотой
Пошлет в пространство луч огромный,
И длинный конус тени темной
В пространство бросит шар другой.
Какое свойство света нашло отражение в этом стихотворении А.Блока? О каком явлении говорится в стихотворении?
Камерой-обскурой называется темная комната (ящик) с малым отверстием в одной из ее стен, через которое свет проникает внутрь комнаты, вследствие чего становится возможным получение изображения наружных предметов.
Возьмем спичечный коробок, сделаем посередине маленькое отверстие в полмиллиметра диаметром, разместим на дне коробка фотобумагу или плёнку для фотоаппарата (не засветив при этом) и, направив объективом на улицу, оставим часа на четыре. Вскроем и посмотрим, что получилось. Лучи падают на объект съёмки, отражаются от него, проходят через отверстие в камере-обскуре и фиксируются на фотобумаге. Чем меньше отверстие, тем меньше посторонних лучей от каждой точки объекта сможет через него пройти и отобразиться на фотобумаге. Следовательно, тем четче получится картина изображаемого объекта. А если отверстие большое, фотоотпечатка не получится – бумага просто засветится. С немного усложненной и увеличенной камерой-коробком, фотографические отпечатки получатся четче и большего размера. А усложнить её можно так: возьмите коробочку больших размеров, в центре стенки, где будет располагаться отверстие, вырежьте прямоугольник примерно 2?3 см, прикрепите скотчем на его место фольгу, предварительно проделав в ней аккуратное точечное отверстие. Внутри коробочки, на противоположной от отверстия стороне расположите пленку. Ещё проще взять старый фотоаппарат, свинтить с него объектив, заклеить дыру чёрной бумагой или фольгой и проделать в ней маленькое отверстие. Только не забудьте убрать шторку затвора, чтобы свет мог попасть на плёнку.
- Выполните лабораторную работу в отдельной тетради с построением светового луча и образованием области тени и полутени.
- Пришлите по электронной почте ответы на вопросы по теме «Солнечное и лунное затмения».
- Пришлите по электронной почте ответы на вопросы серии «Проверь себя».
- Сделайте камеру – обскура.
Образование тени и полутени Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. При малых размерах источника или если источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь получается только тень. Тень – это область пространства, в которую свет не попадает. При больших размерах источника света или, если источник находится близко к предмету, создаются нерезкие тени (тень и полутень).
Применение лазера В быту: проигрыватели компакт-дисков, лазерные принтеры, считыватели штрих- кодов, лазерные указки, В промышленности лазеры используются для резки, сварки и пайки деталей из различных материалов, лазерная маркировка промышленных образцов и гравировка изделий из различных материалов,
В медицине лазеры применяются как бескровные скальпели, используются при лечении офтальмологических заболеваний (катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения), в косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен), в военных целях: в качестве средств наведения и прицеливания, рассматриваются варианты создания на основе мощных лазеров боевых систем защиты воздушного, морского и наземного базирования, в голографии для создания самих голограмм и получения голографического объёмного изображения,
Солнечные и лунные затмения (объяснение и эксперименты с прибором для демонстраций солнечных и лунных затмений или с глобусом и шариком, который освещается проектором).
"Шар раскаленный, золотой
Пошлет в пространство луч огромный,
И длинный конус тени темной
В пространство бросит шар другой".
А. Блок
Метод триангуляции (определение расстояний до недоступных объектов).
АВ - базис, α и β измеряются.
γ = 180° - α - β.
(теорема синусов)
Определение расстояний до звезд (годичный параллакс).
IV. Задачи:
1. На какой высоте находится лампа над горизонтальной поверхностью стола, если тень от вертикально поставленного на стол карандаша высотой 15 см оказалась равной 10 см? Расстояние от основания карандаша до основания перпендикуляра, опущенного из центра лампы на поверхность стола, равно 90 см.
2. На какой высоте находится фонарь над горизонтальной поверхностью, если тень от вертикально поставленной палки высотой 0,9 м имеет длину 1,2 м, а при перемещении палки на 1 м от фонаря вдоль направления тени длина тени сделалась равной 1,5 м?
3. При базисе 1 км ученик получил следующие значения углов: α = 59 0 , β = 63 0 . Определите по этим измерениям расстояние до недоступного объекта.
4. Солнце нижним краем коснулось поверхности Земли. Путешественники увидели с холма Изумрудный город. Высота угловой сторожевой башни казалась, в точности равна диаметру Солнца. Какова высота башни, если на дорожном указателе, возле которого стояли путники, было написано, что до города 5 км? При наблюдении с Земли угловой диаметр Солнца α ≈ 0,5 о.
5. Солнечная постоянная I = 1,37 кВт/м 2 – это полное количество лучистой энергии Солнца, падающей за 1 с на площадку 1 м 2 , расположенную перпендикулярно солнечным лучам и удаленную от Солнца на расстояние, равное радиусу земной орбиты. Какое количество лучистой энергии излучается в космос с 1 м 2 поверхности Солнца за 1 с? При наблюдении с Земли угловой диаметр Солнца α ≈ 0,5 о.
6. Над центром квадратной площадки со стороной, а на высоте, равной а/2 , находится источник излучения мощностью Р . Считая источник точечным, вычислите энергию, получаемую площадкой ежесекундно.
Вопросы:
1. Приведите примеры химического действия света.
2. Почему в комнате, освещаемой одной лампой, получаются довольно резкие тени от предметов, а в комнате, где источником освещения служит люстра, такие тени не наблюдаются?
3. Измерения показали, что длина тени от предмета равна его высоте. Какова высота Солнца над горизонтом?
4. Почему "провода" в линиях оптической связи могут пересекаться друг с другом?
5. Почему тень от ног человека на земле резко очерчена, а тень от головы расплывчата?
6. Как Аристотель доказал, что Земля имеет форму шара?
7. Зачем на лампочку иногда вешают абажур?
8. Почему на опушке леса кроны деревьев всегда направлены в сторону поля или реки?
9. Заходящее Солнце освещает решетчатую ограду. Почему в тени, отбрасываемой решеткой на стену, отсутствуют тени вертикальных прутьев, тогда как тени горизонтальных отчетливо видны? Толщина прутьев одна и та же.
V. §§ 62,63 Упр.: 31,32. Задачи для повторения № 62 и №63.
1. Утром через маленькое отверстие в шторе, закрывающей окно, на противоположную стену падает луч солнечного света. Оценить, на какое расстояние за минуту переместится пятно света на экране.
2. Если направить узкий пучок света от диапроектора через флакон с керосином, то внутри флакона хорошо будет видна синевато-белесая полоса (флуоресценция керосина). Это явление пронаблюдайте и на других растворах: риванола, отработанного фотопроявителя, шампуней.
3. Для приготовления сульфида цинка смешивают одну весовую часть порошка серы и две весовые части посошка цинка (можно добавить медных опилок), после чего их нагревают. Полученный порошок перемешивают с клеем и наносят на экран. Осветив экран ультрафиолетовыми лучами, наблюдайте его свечение.
4. Изготовьте камеру-обскуру (можно изготовить из алюминиевой банки или обувной коробки) и с ее помощью определите среднее расстояние между витками нити накала лампочки, не разбивая ее. Почему ухудшается резкость изображения предмета при уменьшении длины камеры?
5. Горящий уголек на конце быстро перемещающегося прутика, воспринимается в виде светящейся полосы. Зная, что глаз сохраняет ощущение примерно 0,1 с, оцените скорость конца прутика.
6. С какого расстояния можно увидеть солнечный зайчик?
"Тогда ладони я поднес невольно
К моим бровям, держа их козырьком.
Чтобы от света не было так больно...
Так мне казалось, что в лицо мне бьет
Сиянье отражаемого света..."
Данте
"… Стоит лишь вынести нам под открытое звездное небо
Полный водою сосуд, как сейчас же в нем отразятся
Звезды небес и лучи засверкают на глади зеркальной"
Лукреций
Урок 60/10.
ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА
ЦЕЛЬ УРОКА: На основе экспериментальных данных получить закон отражения света и научить учеников применять его. Дать представление о зеркалах и построении изображения предмета в плоском зеркале.
ТИП УРОКА: Комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: Оптическая шайба с принадлежностями, плоское зеркало, подставка, свеча.
ПЛАН УРОКА:
1. Вступительная часть 1-2 мин
2. Опрос 15 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 5 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II. Опрос фундаментальный:
1. Источники света.
2. Закон прямолинейного распространения света.
Задачи:
1. В солнечный день длина тени от отвесно поставленной метровой линейки равна 50 см, а от дерева – 6 м. Какова высота дерева?
2. На каком расстоянии видно с Пизанской башни, высота которой 60 м; с Останкинской башни высотой около 300 м? Как далека от вас линия видимого горизонта в море при полном штиле?
3. Диаметр источника света 20 см, расстояние его до экрана 2 м. На каком наименьшем расстоянии от экрана нужно поместить мячик диаметром 8 см, чтобы он совершенно не отбрасывал тень на экран, а давал только полутень? Прямая, проходящая через центры источника света и мяча, перпендикулярна плоскости экрана.
4. Бабушка испекла Колобок диаметром 5 см и положила его остывать на подоконник. В тот момент, когда Солнце нижним краем коснулось подоконника, Дедушка заметил, что видимый диаметр Колобка в точности равен диаметру Солнца. Вычислите расстояние от Дедушки до Колобка.
5. В ясный вечер свет заходящего Солнца попадает в комнату через узкую вертикальную щель в ставне. Какова форма и размеры светового пятна на стене? Длина щели 18 см, ширина 3 см, расстояние от окна до стены 3 м. Известно также, что расстояние до Солнца равно примерно 150 млн. км, а его диаметр 1,4 млн. км.
Вопросы:
1. Приведите примеры естественных источников света.
2. Что больше: облако или его тень?
3. Почему светящаяся лампочка от карманного фонарика при удалении от нее видна все хуже и хуже?
4. Почему неровности дороги днем видны хуже, чем ночью при освещении дороги фарами автомобиля?
5. По какому признаку можно обнаружить, что вы оказались в полутени некоторого источника света?
6. В течение дня тени от боковых штанг футбольных ворот меняют свою длину. Днем они короткие, а утром и вечером длинные. Меняется ли в течение дня длина тени от верхней перекладины?
7. Может ли человек бежать быстрее своей тени?
8. Можно ли получить увеличенное изображение предмета без помощи линзы?
III. Отражение света на границе раздела двух сред. Примеры: Зеркальное и диффузное отражение света (демонстрация с лазером). Примеры: Снег отражает до 90% солнечных лучей, что способствует усилению зимних холодов. Посеребренное зеркало отражает более 95% падающих на него лучей. При некоторых углах, наряду с диффузным отражением, появляется и зеркальное отражение света от предметов (поблёскивание). Если предмет сам не является источником света, то видим мы его благодаря диффузному отражению от него света.
Закон отражения света (демонстрация с оптической шайбой): Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол отражения равен углу падения.
Образование тени и полутени. Тень - та область пространство, в которую не попадает свет от источника. Полутень - та область пространства, в которую попадает свет от части источника света. Условие образования тени: Если размеры источника света намного меньше расстояния, на котором мы оцениваем его действие (источник света - точечный). Условие образования полутени: Если размеры источника света соизмеримы с расстоянием, на котором мы оцениваем его действие.
Слайд 5 из презентации ««Преломление света» 8 класс» . Размер архива с презентацией 5304 КБ.Физика 8 класс
краткое содержание других презентаций««Электрический ток» 8 класс» - За единицу сопротивления принимают 1 Ом. Вольтметр. Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток. Измерение силы тока. Сопротивление прямо пропорционально длине проводника. Ом Георг. Определение сопротивления проводника. Единица измерения силы тока. Напряжение. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению. Взаимодействие движущихся электронов с ионами. Алессандро Волта.
««Строение атома» 8 класс» - Ключевое слово – фамилия известного русского химика и композитора. Описание орудий преступления. Опознание личности. Розыск. Следователи – обрабатывают весь добытый материал. Установление места преступления. Класс. Экспертиза. Группа аналитиков важна в любой организации. Фотороботы. Периодический закон. Строение атома.
««Агрегатные состояния вещества» 8 класс» - Что в гору не вкатишь. Положение молекул упорядочено. Переход хода. Град. Агрегатные состояния вещества. Дождь. Снег. Молекулы жидкости. Расположение атомов. Жидкость. Молекулы газа. Невидимка. Три агрегатных состояния вещества. Туман. Вещество, состоящее из атомов. Агрегатные состояния вещества на примере воды. Мороз. Вода.
«Виды тепловых двигателей» - История создания тепловых двигателей. Нагреватель. Рабочим веществом может быть водяной пар или газ. Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный ДВС. Как устроены тепловые двигатели? Двигаемся на отдых! С 1775 по 1785 г – фирмой Уатта построено 56 паровых машин. Понятие об основных частях. ДалекО в проШлоМ… История тепловых машин уходит в далекое прошлое. На современном транспорте используются все виды тепловых двигателей.
«Тест «Тепловые явления»» - Количество теплоты. Процесс. Способ теплопередачи. Столбик ртути в термометрах. Античный афоризм. Про теплоту начнем рассказ. Кривая нагревания кристаллического вещества. Задачки Шерлока Холмса. Проверка. Работа в группах. Исследовательская работа. Охлаждение твердого тела. Явление передачи внутренней энергии. Виртуальная лаборатория. Тепловые явления. Трейлер к фильму «Шерлок Холмс». Зрительная гимнастика.
««Преломление света» 8 класс» - sin 45o --- = sin 33o. Рассеивающие линзы. Линза – прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями. Построение изображения в плоском зеркале. 2 луч проходит через оптический центр и не преломляется. sin ? -- = n sin ?. Линзы. Световые явления. 2. Рассеивающие: а) двояковогнутая б) плосковогнутая в) выпукловогнутая г) на рисунке. Характеристика изображения: Увеличенное, прямое, мнимое.
