Ηλιακές και σεληνιακές εκλείψεις(επεξήγηση και πειράματα με συσκευή για επίδειξη ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων ή με σφαίρα και μπάλα που φωτίζονται από προβολέα).
«Η μπάλα είναι καυτή, χρυσή
Θα στείλει μια τεράστια δέσμη στο διάστημα,
Και ένας μακρύς κώνος σκοτεινής σκιάς
Μια άλλη μπάλα θα πεταχτεί στο κενό».
Α. Μπλοκ
Μέθοδος τριγωνοποίησης(καθορισμός αποστάσεων από απρόσιτα αντικείμενα).
AB - βάση, α Και β μετρώνται.
γ = 180° - α - β.
(θεώρημα ημιτόνου)
Προσδιορισμός αποστάσεων από αστέρια (ετήσια παράλλαξη).
IV. Καθήκοντα:
1. Σε ποιο ύψος βρίσκεται η λάμπα πάνω από την οριζόντια επιφάνεια του τραπεζιού αν η σκιά από ένα μολύβι ύψους 15 cm τοποθετημένη κάθετα πάνω στο τραπέζι αποδειχθεί ίση με 10 cm; Η απόσταση από τη βάση του μολυβιού μέχρι τη βάση της καθέτου που χαμηλώνει από το κέντρο της λάμπας μέχρι την επιφάνεια του τραπεζιού είναι 90 cm.
2. Σε ποιο ύψος βρίσκεται το φανάρι πάνω από την οριζόντια επιφάνεια εάν η σκιά από ένα κατακόρυφα τοποθετημένο ραβδί ύψους 0,9 m έχει μήκος 1,2 m και όταν το ραβδί μετακινηθεί 1 m από το φανάρι κατά την κατεύθυνση της σκιάς, το μήκος της σκιάς γίνεται 1,5 m;
3. Με βάση το 1 km, ο μαθητής έλαβε τις ακόλουθες τιμές γωνίας: α = 59 0, β = 63 0 .Χρησιμοποιώντας αυτές τις μετρήσεις, προσδιορίστε την απόσταση από το απρόσιτο αντικείμενο.
4. Το κάτω άκρο του ήλιου άγγιζε την επιφάνεια της Γης. Οι ταξιδιώτες είδαν τη Σμαραγδένια Πόλη από το λόφο. Το ύψος του γωνιακού παρατηρητηρίου φαινόταν ακριβώς ίσο με τη διάμετρο του Ήλιου. Ποιο είναι το ύψος του πύργου αν η πινακίδα κοντά στην οποία στέκονταν οι ταξιδιώτες έλεγε ότι η πόλη ήταν 5 χιλιόμετρα μακριά; Όταν παρατηρείται από τη Γη, η γωνιακή διάμετρος του Ήλιου είναι α ≈ 0,5 o.
5. Ηλιακή σταθερά I = 1,37 kW/m2 είναι η συνολική ποσότητα ενέργειας ακτινοβολίας από τον Ήλιο που πέφτει σε 1 s σε μια περιοχή 1 m2 που βρίσκεται κάθετα στις ακτίνες του ήλιου και απομακρύνεται από τον Ήλιο σε απόσταση ίση με την ακτίνα τροχιά της γης. Πόση ενέργεια ακτινοβολίας εκπέμπεται στο διάστημα από 1 m 2 της επιφάνειας του Ήλιου σε 1 s; Όταν παρατηρείται από τη Γη, η γωνιακή διάμετρος του Ήλιου είναι α ≈ 0,5 o.
6. Πάνω από το κέντρο τετράγωνης περιοχής με πλευρά ΕΝΑσε υψόμετρο ίσο με Α2, υπάρχει πηγή ακτινοβολίας με ισχύ R. Υποθέτοντας ότι η πηγή είναι σημειακή πηγή, υπολογίστε την ενέργεια που λαμβάνει η τοποθεσία κάθε δευτερόλεπτο.
Ερωτήσεις:
1. Δώστε παραδείγματα της χημικής δράσης του φωτός.
2. Γιατί λαμβάνετε αρκετά έντονες σκιές από αντικείμενα σε ένα δωμάτιο που φωτίζεται από μια λάμπα, αλλά σε ένα δωμάτιο όπου η πηγή φωτισμού είναι ένας πολυέλαιος, τέτοιες σκιές δεν παρατηρούνται;
3. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι το μήκος της σκιάς από ένα αντικείμενο είναι ίσο με το ύψος του. Ποιο είναι το ύψος του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα;
4. Γιατί τα «καλώδια» στις οπτικές γραμμές επικοινωνίας μπορούν να διασταυρωθούν μεταξύ τους;
5. Γιατί η σκιά των ποδιών ενός ατόμου στο έδαφος είναι ευδιάκριτη, ενώ η σκιά του κεφαλιού ενός ατόμου είναι θολή;
6. Πώς απέδειξε ο Αριστοτέλης ότι η Γη είναι σφαιρική;
7. Γιατί μερικές φορές βάζουν ένα αμπαζούρ σε μια λάμπα;
8. Γιατί στην άκρη του δάσους οι κορώνες των δέντρων είναι πάντα στραμμένες προς το χωράφι ή το ποτάμι;
9. Ο Ήλιος που δύει φωτίζει τον δικτυωτό φράκτη. Γιατί δεν υπάρχουν σκιές από τις κάθετες ράβδους στη σκιά που ρίχνει η σχάρα στον τοίχο, ενώ οι σκιές των οριζόντιων ράβδων είναι ευδιάκριτες; Το πάχος των ράβδων είναι το ίδιο.
V.§§ 62,63 Π.χ.: 31,32. Προβλήματα αναθεώρησης Νο. 62 και Νο. 63.
1. Το πρωί, μέσα από μια μικρή τρύπα στην κουρτίνα που καλύπτει το παράθυρο, μια ακτίνα πέφτει στον απέναντι τοίχο ηλιακό φως. Υπολογίστε πόσο μακριά θα μετακινηθεί ένα σημείο φωτός στην οθόνη σε ένα λεπτό.
2. Εάν κατευθύνετε μια στενή δέσμη φωτός από έναν προβολέα πάνω από ένα μπουκάλι κηροζίνης, μια γαλαζωπόλευκη λωρίδα (φθορισμός κηροζίνης) θα είναι καθαρά ορατή μέσα στη φιάλη. Παρατηρήστε αυτό το φαινόμενο σε άλλες λύσεις: rivanol, waste photo developer, σαμπουάν.
3. Για την παρασκευή θειούχου ψευδάργυρου, αναμειγνύεται ένα μέρος κατά βάρος σκόνης θείου και δύο μέρη κατά βάρος σκόνης ψευδαργύρου (μπορεί να προστεθούν ρινίσματα χαλκού), μετά από το οποίο θερμαίνονται. Η προκύπτουσα σκόνη αναμιγνύεται με κόλλα και εφαρμόζεται στην οθόνη. Φωτισμός της οθόνης υπεριώδεις ακτίνες, παρακολουθήστε τη λάμψη του.
4. Φτιάξτε μια κάμερα obscura (μπορεί να κατασκευαστεί από αλουμινένιο κουτί ή κουτί παπουτσιών) και χρησιμοποιήστε το για να προσδιορίσετε τη μέση απόσταση μεταξύ των στροφών ενός νήματος ενός λαμπτήρα χωρίς να το σπάσει. Γιατί η ευκρίνεια της εικόνας ενός αντικειμένου επιδεινώνεται καθώς μειώνεται το μήκος της κάμερας;
5. Ένα αναμμένο κάρβουνο στο τέλος ενός κλαδιού που κινείται γρήγορα γίνεται αντιληπτό ως μια φωτεινή λωρίδα. Γνωρίζοντας ότι το μάτι διατηρεί την αίσθηση για περίπου 0,1 δευτερόλεπτα, υπολογίστε την ταχύτητα του άκρου του κλαδιού.
6. Από ποια απόσταση μπορείτε να δείτε μια ηλιαχτίδα;
«Τότε σήκωσα τις παλάμες μου άθελά μου
Στα φρύδια μου, κρατώντας τα με γείσο.
Για να μην πονάει τόσο το φως...
Μου φάνηκε λοιπόν ότι με χτυπούσε στο πρόσωπο
Η ακτινοβολία του ανακλώμενου φωτός..."
Δάντη
«... Πρέπει απλώς να μας το βγάλουμε κάτω από τον ανοιχτό έναστρο ουρανό
Γεμάτο νερόσκάφος, πώς θα αντανακλώνται αμέσως σε αυτό
Τα αστέρια του ουρανού και οι ακτίνες θα αστράφτουν στην επιφάνεια του καθρέφτη"
Λουκρήτιος
Μάθημα 60/10. ΝΟΜΟΣ ΑΝΑΚΛΑΣΗΣ ΦΩΤΟΣ
ΣΚΟΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Με βάση πειραματικά δεδομένα, αποκτήστε τον νόμο της ανάκλασης του φωτός και διδάξτε στους μαθητές πώς να τον εφαρμόζουν. Δώστε μια ιδέα για τους καθρέφτες και την κατασκευή μιας εικόνας ενός αντικειμένου σε έναν επίπεδο καθρέφτη.
ΕΙΔΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Συνδυασμένο.
ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ: Οπτική ροδέλα με αξεσουάρ, επίπεδος καθρέφτης, βάση, κερί.
ΠΛΑΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:
1. Εισαγωγικό μέρος 1-2 λεπτά
2. Έρευνα 15 min
3. Επεξήγηση 20 min
4. Στερέωση 5 min.
5. Εργασία για το σπίτι 2-3 λεπτά
II. Βασική έρευνα:
1. Πηγές φωτός.
2. Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.
Καθήκοντα:
1. Β ηλιόλουστη μέραΤο μήκος της σκιάς από έναν κάθετα τοποθετημένο μετρικό χάρακα είναι 50 cm και από ένα δέντρο - 6 μ. Ποιο είναι το ύψος του δέντρου;
2. Από ποια απόσταση είναι ορατή Ο κεκλιμένος πύργος της Πίζας, του οποίου το ύψος είναι 60 m. από τον πύργο Ostankino ύψους περίπου 300 μέτρων; Πόσο μακριά είναι η ορατή γραμμή του ορίζοντα από εσάς στη θάλασσα όταν επικρατεί απόλυτη ηρεμία;
3. Η διάμετρος της φωτεινής πηγής είναι 20 εκ., η απόστασή της από την οθόνη είναι 2 μ. Σε ποια ελάχιστη απόσταση από την οθόνη πρέπει να τοποθετηθεί μια μπάλα με διάμετρο 8 εκ. ώστε να μην κάνει σκιά στην οθόνη καθόλου, αλλά δίνει μόνο μερική σκιά; Η ευθεία γραμμή που διέρχεται από τα κέντρα της πηγής φωτός και της μπάλας είναι κάθετη στο επίπεδο της οθόνης.
4. Η γιαγιά έψησε ένα τσουρέκι με διάμετρο 5 εκ. και το έβαλε στο περβάζι να κρυώσει. Εκείνη τη στιγμή που ο Ήλιος άγγιξε το περβάζι με το κάτω άκρο του, ο παππούς παρατήρησε ότι η ορατή διάμετρος του Kolobok ήταν ακριβώς ίση με τη διάμετρο του Ήλιου. Υπολογίστε την απόσταση από τον Παππού έως το Kolobok.
5. Ένα καθαρό απόγευμα, το φως του ήλιου που δύει εισέρχεται στο δωμάτιο μέσω μιας στενής κάθετης σχισμής στο κλείστρο. Ποιο είναι το σχήμα και το μέγεθος του φωτεινού σημείου στον τοίχο; Η σχισμή έχει μήκος 18 εκ., πλάτος 3 εκ. και η απόσταση από το παράθυρο μέχρι τον τοίχο είναι 3 μ. Είναι επίσης γνωστό ότι η απόσταση από τον Ήλιο είναι περίπου 150 εκατομμύρια χλμ. και η διάμετρός του είναι 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα.
Ερωτήσεις:
1. Δώστε παραδείγματα φυσικών πηγών φωτός.
2. Τι είναι μεγαλύτερο: το σύννεφο ή η σκιά του;
3. Γιατί ο λαμπτήρας από έναν φακό γίνεται όλο και χειρότερος καθώς απομακρύνεστε από αυτόν;
4. Γιατί οι ανωμαλίες του δρόμου είναι πιο ορατές κατά τη διάρκεια της ημέρας από ό,τι τη νύχτα όταν ο δρόμος φωτίζεται από τους προβολείς των αυτοκινήτων;
5. Με ποιο ζώδιο μπορείτε να ανιχνεύσετε ότι βρίσκεστε στο ημίφως κάποιας πηγής φωτός;
6. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, οι σκιές από τα πλάγια δοκάρια του ποδοσφαιρικού τέρματος αλλάζουν μήκος. Είναι σύντομες κατά τη διάρκεια της ημέρας και μακριές το πρωί και το βράδυ. Αλλάζει το μήκος της σκιάς από την επάνω μπάρα κατά τη διάρκεια της ημέρας;
7. Μπορεί ένας άνθρωπος να τρέξει πιο γρήγορα από τη σκιά του;
8. Είναι δυνατή η λήψη μεγεθυμένης εικόνας ενός αντικειμένου χωρίς τη βοήθεια φακού;
III.Αντανάκλαση φωτός στη διεπαφή μεταξύ δύο μέσων. Παραδείγματα:Κατοπτρική και διάχυτη ανάκλαση φωτός (επίδειξη με λέιζερ). Παραδείγματα:Το χιόνι αντανακλά έως και 90% ακτίνες ηλίου, που συμβάλλει στο αυξημένο κρύο του χειμώνα. Ένας επάργυρος καθρέφτης αντανακλά περισσότερο από το 95% των ακτίνων που πέφτουν πάνω του. Σε ορισμένες γωνίες, μαζί με τη διάχυτη ανάκλαση, εμφανίζεται και η κατοπτρική ανάκλαση του φωτός από αντικείμενα (γκλίτερ). Εάν το ίδιο το αντικείμενο δεν είναι πηγή φωτός, τότε το βλέπουμε λόγω της διάχυτης ανάκλασης του φωτός από αυτό.
Νόμος της ανάκλασης φωτός (επίδειξη με οπτική ροδέλα): Η προσπίπτουσα ακτίνα, η ανακλώμενη ακτίνα και η κάθετη στη διεπαφή μεταξύ των δύο μέσων, που ανακατασκευάζονται στο σημείο πρόσπτωσης της ακτίνας, βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο και η γωνία ανάκλασης ίσο με γωνίαπτώσεις.
Η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός εξηγεί το σχηματισμό της σκιάς και του ημιάνυδρου. Εάν το μέγεθος της πηγής είναι μικρό ή εάν η πηγή βρίσκεται σε απόσταση σε σύγκριση με την οποία το μέγεθος της πηγής μπορεί να παραμεληθεί, προκύπτει μόνο μια σκιά. Η σκιά είναι μια περιοχή του χώρου όπου το φως δεν φτάνει. Όταν η πηγή φωτός είναι μεγάλη ή εάν η πηγή είναι κοντά στο θέμα, δημιουργούνται μη ευκρινείς σκιές (umbra και penumbra). Ο σχηματισμός των σκιών και του μισοφέγγαρου φαίνεται στο σχήμα:
Οι διαστάσεις του αντικειμένου που δημιουργεί τη σκιά και οι διαστάσεις της σκιάς είναι ευθέως ανάλογες. Επίσης, αυτή η σκιά είναι παρόμοια με το ίδιο το αντικείμενο. Αυτό φαίνεται από το παρακάτω σχέδιο:
Έστω S μια σημειακή πηγή φωτός, κάθετη h το μέγεθος του αντικειμένου και κάθετη H το μέγεθος της σκιάς. Τα τρίγωνα SAA' και SBB' είναι ορθογώνια. Η γωνία BSB' είναι κοινή σε αυτά τα δύο τρίγωνα. Από αυτό προκύπτει ότι αυτά τα τρίγωνα είναι παρόμοια σε δύο ίσες γωνίες. Αν αυτά τα δύο τρίγωνα, τότε οι τρεις πλευρές ενός τριγώνου είναι ανάλογες με τις τρεις πλευρές του δεύτερου:
Από αυτό προκύπτει ότι το μέγεθος του Η είναι ανάλογο με το μέγεθος του h. Εάν γνωρίζουμε το μέγεθος του αντικειμένου, την απόσταση από την πηγή φωτός στο αντικείμενο και την απόσταση από την πηγή φωτός στη σκιά, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε το μέγεθος της σκιάς. Το μέγεθος της σκιάς εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ της φωτεινής πηγής και του εμποδίου: όσο πιο κοντά είναι η πηγή φωτός στο αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η σκιά και αντίστροφα.
Σχηματισμός σκιάς και ημισφαίρας Η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός εξηγεί το σχηματισμό της σκιάς και της μισοφωτιάς. Εάν το μέγεθος της πηγής είναι μικρό ή εάν η πηγή βρίσκεται σε απόσταση σε σύγκριση με την οποία το μέγεθος της πηγής μπορεί να παραμεληθεί, προκύπτει μόνο μια σκιά. Η σκιά είναι μια περιοχή του χώρου όπου το φως δεν φτάνει. Όταν η πηγή φωτός είναι μεγάλη ή εάν η πηγή είναι κοντά στο θέμα, δημιουργούνται μη ευκρινείς σκιές (umbra και penumbra).
Χρήση λέιζερ στην καθημερινή ζωή: συσκευές αναπαραγωγής CD, εκτυπωτές λέιζερ, συσκευές ανάγνωσης γραμμωτού κώδικα, δείκτες λέιζερΣτη βιομηχανία, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται για την κοπή, τη συγκόλληση και τη συγκόλληση εξαρτημάτων από διάφορα υλικά, τη σήμανση με λέιζερ βιομηχανικών σχεδίων και τη χάραξη προϊόντων από διάφορα υλικά,
Στην ιατρική, τα λέιζερ χρησιμοποιούνται ως αναίμακτα νυστέρια και χρησιμοποιούνται στη θεραπεία οφθαλμολογικές παθήσεις(καταρράκτης, αποκόλληση αμφιβληστροειδούς, διόρθωση με λέιζερόραση), στην κοσμετολογία ( αποτρίχωση με λέιζερ, θεραπεία αγγειακών και μελαγχρωματικών δερματικών ελαττωμάτων, peeling με λέιζερ, αφαίρεση τατουάζ και κηλίδες ηλικίας), για στρατιωτικούς σκοπούς: ως μέσο καθοδήγησης και στόχευσης, εξετάζονται επιλογές για τη δημιουργία συστημάτων άμυνας μάχης αέρα, θάλασσας και εδάφους βασισμένα σε ισχυρά λέιζερ, σε ολογραφία για τη δημιουργία των ίδιων των ολογραμμάτων και τη λήψη ολογραφικής ογκομετρικής εικόνας,
Εγχειρίδιο φυσικής" Γεωμετρική οπτική».
Ευθύτητα διάδοσης του φωτός.
Εάν ένα αδιαφανές αντικείμενο τοποθετηθεί ανάμεσα στο μάτι και κάποια πηγή φωτός, τότε δεν θα δούμε την πηγή φωτός. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι σε ένα ομοιογενές μέσο, το φως ταξιδεύει σε ευθείες γραμμές.
Τα αντικείμενα που φωτίζονται από σημειακές πηγές φωτός, όπως ο ήλιος, δημιουργούν καλά καθορισμένες σκιές. Ένας φακός τσέπης παράγει μια στενή δέσμη φωτός. Στην πραγματικότητα, κρίνουμε τη θέση των αντικειμένων γύρω μας στο διάστημα, υπονοώντας ότι το φως από το αντικείμενο εισέρχεται στο μάτι μας κατά μήκος ευθειών τροχιών. Ο προσανατολισμός μας σε έξω κόσμοςβασίζεται εξ ολοκλήρου στην υπόθεση της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.
Ήταν αυτή η υπόθεση που οδήγησε στην ιδέα των ακτίνων φωτός.
Ακτίνα φωτόςείναι μια ευθεία γραμμή κατά μήκος της οποίας διαδίδεται το φως.Συμβατικά, μια ακτίνα είναι μια στενή δέσμη φωτός. Αν δούμε ένα αντικείμενο, αυτό σημαίνει ότι το φως εισέρχεται στο μάτι μας από κάθε σημείο του αντικειμένου. Αν και ακτίνες φωτόςαναδύονται από κάθε σημείο προς όλες τις κατευθύνσεις, μόνο μια στενή δέσμη από αυτές τις ακτίνες εισέρχεται στο μάτι του παρατηρητή. Εάν ο παρατηρητής μετακινήσει το κεφάλι του λίγο στο πλάι, τότε μια διαφορετική δέσμη ακτίνων θα εισέλθει στο μάτι του από κάθε σημείο του αντικειμένου.
Το σχήμα δείχνει τη σκιά που προκύπτει στην οθόνη όταν μια αδιαφανής μπάλα φωτίζεται από μια σημειακή πηγή φωτός S Μ.Δεδομένου ότι η μπάλα είναι αδιαφανής, δεν μεταδίδει φως που πέφτει πάνω της. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται μια σκιά στην οθόνη. Αυτή η σκιά μπορεί να επιτευχθεί σε ένα σκοτεινό δωμάτιο φωτίζοντας την μπάλα με έναν φακό.
Ο νόμος είναι ευθύς γραμμική διάδοση φωτός : σε μια ομοιογενή διαφανές περιβάλλοντο φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή.
Απόδειξη αυτού του νόμου είναι ο σχηματισμός της σκιάς και του μισού.
Στο σπίτι, μπορείτε να εκτελέσετε πολλά πειράματα για να αποδείξετε αυτόν τον νόμο.
Αν θέλουμε να αποτρέψουμε το φως από τη λάμπα να μπει στα μάτια, μπορούμε να τοποθετήσουμε ένα χαρτί, ένα χέρι ή να βάλουμε ένα αμπαζούρ στη λάμπα ανάμεσα στη λάμπα και τα μάτια. Αν το φως δεν ταξίδευε σε ευθείες γραμμές, θα μπορούσε να περάσει γύρω από το εμπόδιο και να μπει στα μάτια μας. Για παράδειγμα, δεν μπορείτε να «μπλοκάρετε» τον ήχο με το χέρι σας, θα περάσει γύρω από αυτό το εμπόδιο και θα τον ακούσουμε.
Έτσι, το περιγραφόμενο παράδειγμα δείχνει ότι το φως δεν κάμπτεται γύρω από ένα εμπόδιο, αλλά διαδίδεται σε ευθεία γραμμή.
Ας πάρουμε τώρα μια μικρή πηγή φωτός, για παράδειγμα έναν φακό τσέπης S. Ας τοποθετήσουμε την οθόνη σε κάποια απόσταση από αυτήν, δηλαδή, το φως χτυπά κάθε σημείο της. Εάν ένα αδιαφανές σώμα, για παράδειγμα μια μπάλα, τοποθετηθεί μεταξύ μιας σημειακής πηγής φωτός S και της οθόνης, τότε στην οθόνη θα δούμε μια σκοτεινή εικόνα των περιγραμμάτων αυτού του σώματος - μαύρος κύκλος, αφού έχει σχηματιστεί μια σκιά πίσω του - ένας χώρος όπου το φως από την πηγή S δεν πέφτει. Εάν το φως δεν διαδιδόταν ευθύγραμμα και η δέσμη δεν ήταν ευθεία γραμμή, τότε η σκιά μπορεί να μην είχε σχηματιστεί ή θα είχε διαφορετικό σχήμα και μέγεθος.
Αλλά δεν βλέπουμε πάντα την σαφώς περιορισμένη σκιά που αποκτήθηκε στην περιγραφόμενη εμπειρία στη ζωή. Αυτή η σκιά σχηματίστηκε επειδή χρησιμοποιήσαμε ως πηγή φωτός μια λάμπα, οι διαστάσεις της σπείρας της οποίας είναι πολύ μικρότερες από την απόσταση από αυτήν μέχρι την οθόνη.
Εάν πάρουμε ως πηγή φωτός μια μεγάλη λάμπα, σε σύγκριση με το εμπόδιο, οι διαστάσεις της σπείρας της οποίας είναι συγκρίσιμες με την απόσταση από αυτήν στην οθόνη, τότε σχηματίζεται επίσης ένας μερικώς φωτισμένος χώρος γύρω από τη σκιά στην οθόνη - ημίφως .
Ο σχηματισμός μισοφέγγαρου δεν είναι αντίθετος με το νόμο ευθύγραμμη διάδοσηελαφρύ, αλλά, αντίθετα, το επιβεβαιώνει. Άλλωστε, σε σε αυτήν την περίπτωσηη πηγή φωτός δεν μπορεί να θεωρηθεί σημειακή πηγή. Αποτελείται από πολλά σημεία και καθένα από αυτά εκπέμπει ακτίνες. Επομένως, υπάρχουν περιοχές στην οθόνη στις οποίες εισέρχεται φως από ορισμένα σημεία της πηγής, αλλά δεν εισέρχεται από άλλα. Έτσι, αυτές οι περιοχές της οθόνης φωτίζονται μόνο εν μέρει, και σχηματίζεται ημίφως. Η κεντρική περιοχή της οθόνης δεν δέχεται φως από κανένα σημείο της λάμπας, υπάρχει πλήρης σκιά.
Προφανώς, αν το μάτι μας ήταν στην περιοχή της σκιάς, δεν θα βλέπαμε την πηγή φωτός. Από την περιοχή του μισού θα βλέπαμε μέρος της λάμπας. Αυτό παρατηρούμε κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής ή σεληνιακής έκλειψης.
Και η τελευταία εμπειρία. Τοποθετήστε ένα κομμάτι χαρτόνι στο τραπέζι και κολλήστε δύο καρφίτσες, σε απόσταση μερικών εκατοστών μεταξύ τους. Ανάμεσα σε αυτές τις καρφίτσες, κολλήστε άλλες δύο ή τρεις καρφίτσες ώστε, κοιτάζοντας μια από τις εξωτερικές, να βλέπετε μόνο αυτήν και οι υπόλοιπες καρφίτσες να κρύβονται από την οπτική μας από αυτήν. Βγάλτε τις καρφίτσες, εφαρμόστε ένα χάρακα στα σημάδια στο χαρτόνι από τις δύο εξωτερικές καρφίτσες και τραβήξτε μια ευθεία γραμμή. Πώς βρίσκονται τα σημάδια άλλων ακίδων σε σχέση με αυτή τη γραμμή;
Η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός χρησιμοποιείται όταν χαράσσονται ευθείες γραμμές στην επιφάνεια της γης και υπόγεια στο μετρό, κατά τον προσδιορισμό των αποστάσεων στην ξηρά, στη θάλασσα και στον αέρα. Όταν ελέγχεται η ευθύτητα των προϊόντων κατά μήκος της οπτικής γραμμής, χρησιμοποιείται και πάλι η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός.
Είναι πολύ πιθανό ότι η ίδια η έννοια της ευθείας γραμμής προέκυψε από την ιδέα της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.
optika8.narod.ru
Νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός
Το φως διαδίδεται ευθύγραμμα σε ένα ομοιογενές μέσο. Η απόδειξη του νόμου είναι ο σχηματισμός σκιάς και μισοφύγματος.
Νόμος της ανεξαρτησίας των ακτίνων φωτός
Η διάδοση των ακτίνων φωτός στο μέσο συμβαίνει ανεξάρτητα η μία από την άλλη.
Η προσπίπτουσα ακτίνα, η ανακλώμενη ακτίνα και η κάθετη στο σημείο πρόσπτωσης βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης.
Οι προσπίπτουσες και οι διαθλασμένες ακτίνες βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο με μια κάθετη στο σημείο πρόσπτωσης προς το όριο. Ο λόγος του ημιτόνου της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημίτονο της γωνίας διάθλασης είναι μια σταθερή τιμή για δύο δεδομένα μέσα.
Όταν το φως περνά από ένα οπτικά πυκνότερο μέσο (με υψηλό δείκτη διάθλασης) σε ένα οπτικά λιγότερο πυκνό μέσο, ξεκινώντας από μια ορισμένη γωνία πρόσπτωσης δεν θα υπάρχει διαθλασμένη ακτίνα. Το φαινόμενο ονομάζεται πλήρης προβληματισμός.Η μικρότερη γωνία από την οποία αρχίζει η ολική ανάκλαση ονομάζεται περιοριστική γωνία ολικής ανάκλασης.Μπροστά σε όλους μεγάλες γωνίεςΔεν υπάρχει διαθλασμένο κύμα που πέφτει.
α) η διαθλασμένη ακτίνα υπάρχει. β) περιοριστική γωνία ανάκλασης. γ) δεν υπάρχει διαθλασμένη ακτίνα.
Όταν ακτίνες διαφορετικού μήκους κύματος διέρχονται από ένα πρίσμα, εκτρέπονται σε διαφορετικές γωνίες. Φαινόμενο αποκλίσειςσχετίζεται με την εξάρτηση του δείκτη διάθλασης του μέσου από τη συχνότητα διάδοσης της ακτινοβολίας.
Το φαινόμενο της διασποράς οδηγεί στο σχηματισμό ενός ουράνιου τόξου λόγω της διάθλασης του ηλιακού φωτός σε μικροσκοπικά σταγονίδια νερού κατά τη διάρκεια της βροχής.
Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός εξηγεί το σχηματισμό σκιών
- Οταν εσύπαιχνίδιΕάν παίζετε κρυφτό ή αφήνετε μέσα «ηλιόλουστα κουνελάκια», τότε, χωρίς να το υποψιάζεστε, χρησιμοποιείτε τον νόμο της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός. Ας μάθουμε τι είναι αυτός ο νόμος και ποια φαινόμενα εξηγεί.
1. Μαθαίνοντας να ξεχωρίζεις μεταξύ δοκού προξενητή και δοκού προξενητή
Για να παρατηρήσουμε τις δέσμες φωτός δεν χρειαζόμαστε ειδικό εξοπλισμό (Εικ. 3.12).
Αρκεί, για παράδειγμα, να μετακινήσετε χαλαρά τις κουρτίνες στο δωμάτιο μια καθαρή ηλιόλουστη μέρα, να ανοίξετε την πόρτα από ένα φωτισμένο δωμάτιο σε έναν σκοτεινό διάδρομο ή να ανάψετε έναν φακό στο σκοτάδι.
Ρύζι. 3. 12. Τις συννεφιασμένες μέρες, ακτίνες ηλιακού φωτός διαπερνούν τα σπασίματα στα σύννεφα
Στην πρώτη περίπτωση, δέσμες φωτός περνούν στο δωμάτιο μέσω του κενού μεταξύ των κουρτινών, στη δεύτερη πέφτουν στο πάτωμα μέσω της πόρτας. Στην τελευταία περίπτωση, το φως από τον λαμπτήρα κατευθύνεται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση από τον ανακλαστήρα του φακού. Οι δέσμες φωτός σε κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις σχηματίζουν φωτεινά σημεία φωτός στα αντικείμενα που φωτίζουν.
ΣΕ πραγματική ζωήέχουμε να κάνουμε μόνο με δέσμες φωτός, αν και, βλέπετε, έχουμε συνηθίσει περισσότερο να λέμε: μια αχτίδα ήλιου, ένα προβολέα, μια πράσινη ακτίνα κ.λπ.
Στην πραγματικότητα, από τη σκοπιά της φυσικής, θα ήταν σωστό να πούμε: μια δέσμη ηλιακών ακτίνων, μια δέσμη πράσινων ακτίνων κ.λπ. .
- Ακτίνα φωτός- αυτή είναι μια γραμμή που δείχνει την κατεύθυνση διάδοσης της δέσμης φωτός.
Ρύζι. 3.13. Σχηματική απεικόνισηδέσμες φωτός με χρήση ακτίνων φωτός: α - παράλληλη δέσμη φωτός. β - αποκλίνουσα δέσμη φωτός. γ - συγκλίνουσα δέσμη φωτός
Ρύζι. 3.14. Πείραμα που δείχνει την ευθύγραμμη διάδοση του φωτός
2. Βεβαιωθείτε ότι το φως διαδίδεται σε ευθεία γραμμή
Ας κάνουμε ένα πείραμα. Ας τοποθετήσουμε σε σειρά μια πηγή φωτός, πολλά φύλλα χαρτονιού με στρογγυλές οπές (περίπου 5 mm σε διάμετρο) και μια οθόνη. Ας τοποθετήσουμε τα φύλλα χαρτονιού έτσι ώστε να εμφανίζεται ένα ελαφρύ σημείο στην οθόνη (Εικ. 3.14). Εάν τώρα πάρετε, για παράδειγμα, μια βελόνα πλεξίματος και την τεντώσετε μέσα από τις τρύπες, τότε η βελόνα πλεξίματος θα περάσει εύκολα μέσα από αυτές, δηλαδή θα αποδειχθεί ότι οι τρύπες βρίσκονται στην ίδια ευθεία γραμμή.
Αυτό το πείραμα καταδεικνύει τον νόμο της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός, που καθιερώθηκε στην αρχαιότητα. Ο αρχαίος Έλληνας επιστήμονας Ευκλείδης έγραψε γι 'αυτό πάνω από 2500 χρόνια πριν. Παρεμπιπτόντως, στη γεωμετρία, οι έννοιες μιας ακτίνας και μιας ευθείας γραμμής προέκυψαν με βάση την ιδέα των ακτίνων φωτός.
Νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός: σε ένα διαφανές ομοιογενές μέσο, το φως διαδίδεται ευθύγραμμα.
Ρύζι. 3.15. Η αρχή λειτουργίας ενός ηλιακού ρολογιού βασίζεται στο γεγονός ότι η σκιά ενός κατακόρυφα τοποθετημένου αντικειμένου που φωτίζεται από τον ήλιο αλλάζει το μήκος και τη θέση του κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Ρύζι. 3.16 Σχηματισμός πλήρους σκιάς O 1 από αντικείμενο O που φωτίζεται από σημειακή πηγή φωτός S
3. Μάθετε τι είναι η πλήρης απόχρωση και η μερική απόχρωση
Η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός μπορεί να εξηγήσει το γεγονός ότι κάθε αδιαφανές σώμα που φωτίζεται από μια πηγή φωτός ρίχνει μια σκιά (Εικ. 3.15).
Εάν η πηγή φωτός σε σχέση με το αντικείμενο είναι σημειακή, τότε η σκιά του αντικειμένου θα είναι καθαρή. Στην περίπτωση αυτή μιλούν για πλήρη σκιά (Εικ. 3.16).
- Πλήρης σκιά είναι εκείνη η περιοχή του χώρου που δεν δέχεται φως από μια πηγή φωτός.
Εάν το σώμα φωτίζεται από πολλές σημειακές πηγές φωτός ή μια εκτεταμένη πηγή, τότε στην οθόνη σχηματίζεται μια σκιά με ασαφή περιγράμματα. Σε αυτή την περίπτωση, δεν δημιουργείται μόνο μια πλήρης σκιά, αλλά και μια μισοφέγγα (Εικ. 3.17).
- Το Penumbra είναι μια περιοχή του χώρου που φωτίζεται από μερικές από τις πολλές διαθέσιμες σημειακές πηγές φωτός ή μέρος μιας εκτεταμένης πηγής.
Παρατηρούμε το σχηματισμό της ολικής σκιάς και της μισοφέγγας σε κοσμική κλίμακα κατά τη διάρκεια σεληνιακών (Εικ. 3.18) και ηλιακών (Εικ. 3.19) εκλείψεων. Σε εκείνα τα μέρη της Γης όπου έχει πέσει η πλήρης σκιά της Σελήνης, παρατηρείται ολική έκλειψη Ηλίου, σε σημεία μισοφέγγαρου - μερική έκλειψη Ήλιου.
Ρύζι. 3.17. Σχηματισμός μιας πλήρους σκιάς O1 και ενός μισού οξέος O2 από ένα αντικείμενο O που φωτίζεται από μια εκτεταμένη πηγή φωτός S
Σε ένα διαφανές ομοιογενές μέσο, το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή. Η γραμμή που δείχνει την κατεύθυνση διάδοσης μιας δέσμης φωτός ονομάζεται ακτίνα φωτός.
Επειδή το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή, τα αδιαφανή σώματα ρίχνουν μια σκιά ( πλήρης σκιάκαι ημισφαίριο). Μια πλήρης σκιά είναι μια περιοχή του χώρου που δεν λαμβάνει φως από τις πηγές φωτός. Το Penumbra είναι μια περιοχή του χώρου που φωτίζεται από μερικές από τις πολλές διαθέσιμες σημειακές πηγές φωτός ή μέρος μιας εκτεταμένης πηγής.
Κατά τη διάρκεια των ηλιακών και μηνιαίων εκλείψεων, παρατηρούμε το σχηματισμό της σκιάς και του μισού σε κοσμική κλίμακα.
1. Τι ονομάζεται δέσμη φωτός;
2. Ποιος είναι ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός;
3. Ποια πειράματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να αποδειχθεί η γραμμικότητα της διάδοσης του φωτός;
4. Ποια φαινόμενα επιβεβαιώνουν τη γραμμικότητα της διάδοσης του φωτός;
5. Κάτω από ποιες συνθήκες ένα αντικείμενο θα σχηματίζει μόνο πλήρη σκιά και υπό ποιες συνθήκες θα σχηματίζει πλήρη σκιά και μερική σκιά;
6. Κάτω από ποιες συνθήκες συμβαίνουν οι εκλείψεις Ηλίου και Σελήνης;
1. Κατά τη διάρκεια μιας έκλειψης ηλίου, η σκιά και η μισοφέγγα της Σελήνης σχηματίζονται στην επιφάνεια της Γης (Εικόνα α). Τα σχήματα b, c, d είναι φωτογραφίες αυτής της ηλιακής έκλειψης που λαμβάνονται από διαφορετικά σημεία της Γης. Ποια φωτογραφία τραβήχτηκε στο σημείο I στο σχήμα α; στο σημείο 2; στο σημείο 3;
2. Ένας αστροναύτης, όντας στη Σελήνη, παρατηρεί τη Γη. Τι θα δει ένας αστροναύτης τη στιγμή που θα υπάρξει ολική έκλειψη Σελήνης στη Γη; μερική έκλειψη της σελήνης;
3. Πώς πρέπει να φωτίζεται το χειρουργείο ώστε η σκιά των χεριών του χειρουργού να μην κρύβει το χειρουργικό πεδίο;
4. Γιατί ένα αεροπλάνο που πετά σε μεγάλο υψόμετρο δεν σχηματίζει σκιά ακόμα και μια ηλιόλουστη μέρα;
1. Τοποθετήστε την οθόνη σε απόσταση 30-40 cm από ένα αναμμένο κερί ή επιτραπέζιο φωτιστικό. Τοποθετήστε ένα μολύβι οριζόντια ανάμεσα στην οθόνη και το κερί. Αλλάζοντας την απόσταση μεταξύ του μολυβιού και του κεριού, παρατηρήστε τις αλλαγές που συμβαίνουν στην οθόνη. Περιγράψτε και εξηγήστε τις παρατηρήσεις σας.
2. Προτείνετε έναν τρόπο να χρησιμοποιήσετε καρφίτσες για να ελέγξετε εάν μια γραμμή που σχεδιάζεται στο χαρτόνι είναι ευθεία.
3. Σταθείτε κοντά σε μια λάμπα του δρόμου το βράδυ. Ρίξτε μια προσεκτική ματιά στη σκιά σας. Εξηγήστε τα αποτελέσματα της παρατήρησής σας.
Χαρκόφσκι Εθνικό Πανεπιστήμιοραδιοηλεκτρονικά (KhNURE), που ιδρύθηκε το 1930, για τη συγκέντρωση του επιστημονικού, τεχνικού και επιστημονικού-παιδαγωγικού δυναμικού στον τομέα της ραδιοηλεκτρονικής, των τηλεπικοινωνιών, Τεχνολογίες πληροφορικήςκαι η τεχνολογία υπολογιστών δεν έχει αντίστοιχη στην Ουκρανία και τις χώρες της ΚΑΚ.
Τα μοναδικά επιστημονικά αποτελέσματα της εργασίας πανεπιστημιακών επιστημόνων συνέβαλαν στην ανάπτυξη δεκάδων νέων επιστημονικών κατευθύνσεων, εδραιώνοντας την προτεραιότητα της εγχώριας επιστήμης σε μια σειρά από τους σημαντικότερους τομείς της εθνικής οικονομίας και του αμυντικού τομέα. Πρώτα απ 'όλα, αυτό αφορά μελέτες του διαστήματος κοντά στη Γη. Χάρη στα συμπλέγματα μέτρησης που δημιουργήθηκαν από επιστήμονες πανεπιστημίου, τα οποία δεν έχουν ανάλογα στις χώρες της ΚΑΚ, καταρτίστηκε ο πληρέστερος κατάλογος σωματιδίων μετεωριτών στον κόσμο στο διάστημα κοντά στη Γη, πραγματοποιήθηκε ευθυγράμμιση υψηλής ακρίβειας κατά την εκτόξευση του πρώτου ουκρανικού δορυφόρου Το "Sech-1", ένα παγκόσμιο μοντέλο τεχνολογικών ακαθαρσιών στη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα κατασκευάστηκε η Γη.
Η φυσικη. 7η τάξη: Σχολικό βιβλίο / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Εκδοτικός οίκος "Ranok", 2007. - 192 σελ.: ill.
Εάν έχετε διορθώσεις ή προτάσεις για αυτό το μάθημα, γράψτε μας.
Αν θέλετε να δείτε άλλες προσαρμογές και προτάσεις για μαθήματα, δείτε εδώ - Εκπαιδευτικό Φόρουμ.
Νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός. Ταχύτητα φωτός και μέθοδοι μέτρησής του.
Νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.
Το φως διαδίδεται ευθύγραμμα σε ένα ομοιογενές μέσο.
ακτίνα– τμήμα ευθείας γραμμής που δείχνει την κατεύθυνση διάδοσης του φωτός. Η έννοια της ακτίνας εισήχθη από τον Ευκλείδη (η γεωμετρική ή οπτική ακτίνων είναι ένας κλάδος της οπτικής που μελετά τους νόμους της διάδοσης του φωτός, με βάση την έννοια της ακτίνας, χωρίς να λαμβάνει υπόψη τη φύση του φωτός).
Η ευθύτητα της διάδοσης του φωτός εξηγεί το σχηματισμό της σκιάς και του ημιάνυδρου.
Όταν το μέγεθος της πηγής είναι μικρό (η πηγή βρίσκεται σε απόσταση σε σύγκριση με την οποία το μέγεθος της πηγής μπορεί να παραμεληθεί), προκύπτει μόνο μια σκιά (μια περιοχή του χώρου στην οποία δεν πέφτει το φως).
Όταν η πηγή φωτός είναι μεγάλη (ή εάν η πηγή είναι κοντά στο θέμα), δημιουργούνται μη ευκρινείς σκιές (umbra και penumbra).
Στην αστρονομία - μια εξήγηση των εκλείψεων.
Οι δέσμες φωτός διαδίδονται ανεξάρτητα η μία από την άλλη.Για παράδειγμα, περνώντας το ένα από το άλλο, δεν επηρεάζουν την αμοιβαία διάδοση.
Οι δέσμες φωτός είναι αναστρέψιμες,δηλ., εάν ανταλλάξετε την πηγή φωτός και την εικόνα που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας οπτικό σύστημα, τότε η πορεία των ακτίνων δεν θα αλλάξει.
Ταχύτητα φωτός και μέθοδοι μέτρησής του.
Οι πρώτες προτάσεις υποβλήθηκαν από τον Galileo: ένα φανάρι και ένας καθρέφτης τοποθετήθηκαν στις κορυφές δύο βουνών. Γνωρίζοντας την απόσταση μεταξύ των βουνών και μετρώντας το χρόνο διάδοσης, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα του φωτός.
Αστρονομική μέθοδος μέτρησης της ταχύτητας του φωτός
Πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Δανό Olaf Roemer το 1676. Όταν η Γη έφτασε πολύ κοντά στον Δία (σε απόσταση L 1), το χρονικό διάστημα μεταξύ δύο εμφανίσεων του δορυφόρου Io αποδείχθηκε ότι ήταν 42 ώρες 28 λεπτά. Πότε η Γη απομακρύνθηκε από τον Δία; L 2, ο δορυφόρος άρχισε να αναδύεται από τη σκιά του Δία για 22 λεπτά. αργότερα. Εξήγηση του Roemer: Αυτή η καθυστέρηση συμβαίνει λόγω του φωτός που διανύει μια επιπλέον απόσταση ? μεγάλο= μεγάλο 2 – μεγάλο 1 .
Εργαστηριακή μέθοδοςμέτρηση της ταχύτητας του φωτός
Μέθοδος Fizeau(1849). Το φως πέφτει σε μια ημιδιαφανή πλάκα και αντανακλάται καθώς περνά μέσα από έναν περιστρεφόμενο γρανάζι. Η ακτίνα που ανακλάται από τον καθρέφτη μπορεί να φτάσει στον παρατηρητή μόνο περνώντας ανάμεσα στα δόντια. Εάν γνωρίζετε την ταχύτητα περιστροφής του γραναζιού, την απόσταση μεταξύ των δοντιών και την απόσταση μεταξύ του τροχού και του καθρέφτη, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητα του φωτός.
Μέθοδος Φουκώ– αντί για οδοντωτό τροχό, οκταγωνικό πρίσμα περιστρεφόμενου καθρέφτη.
s=313.000 km/s.
Επί του παρόντος, αντί για μηχανικά διαχωριστικά φωτεινή ροήΧρησιμοποιούνται οπτοηλεκτρονικά (κυψέλη Kerr - ένας κρύσταλλος του οποίου η οπτική διαφάνεια ποικίλλει ανάλογα με το μέγεθος της ηλεκτρικής τάσης).
Μπορείτε να μετρήσετε τη συχνότητα ταλάντωσης του κύματος και, ανεξάρτητα, το μήκος κύματος (ιδιαίτερα βολικό στην περιοχή ραδιοφώνου) και στη συνέχεια να υπολογίσετε την ταχύτητα του φωτός χρησιμοποιώντας τον τύπο.
Σύμφωνα με σύγχρονα δεδομένα, στο κενό s=(299792456,2 ± 0,8) m/s.
Εφαρμογή του νόμου της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.; Κάμερα pinhole
Α. Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός: ιστορία, διατύπωση, εφαρμογή.
1. Σχηματισμός σκιάς και ημισφαίρου.
2. Ηλιακή έκλειψη;
3. Έκλειψη Σελήνης.
"Κάμερα με οπή"
Το camera obscura είναι ένα σκοτεινό δωμάτιο (κουτί) με μια μικρή τρύπα σε έναν από τους τοίχους του μέσω της οποίας το φως διεισδύει στο δωμάτιο, ως αποτέλεσμα του οποίου καθίσταται δυνατή η λήψη εικόνων εξωτερικών αντικειμένων.
Η εποχή που εφευρέθηκε η camera obscura και σε ποιον ανήκει η ιδέα δεν είναι ακριβώς γνωστή.
Οι αναφορές του camera obscura χρονολογούνται στον 5ο αιώνα π.Χ. μι. — Ο Κινέζος φιλόσοφος Mi Ti περιέγραψε την εμφάνιση μιας εικόνας στον τοίχο ενός σκοτεινού δωματίου. Αναφορές για το camera obscura συναντάμε και στον Αριστοτέλη.
Ο Άραβας φυσικός και μαθηματικός του 10ου αιώνα Ibn Al-Haytham (Alhazen), μελετώντας το camera obscura, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η διάδοση του φωτός είναι γραμμική. Πιθανότατα, ο Λεονάρντο ντα Βίντσι ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε μια κάμερα obscura για σκίτσο από τη φύση.
Το 1686, ο Johannes Zahn σχεδίασε μια φορητή κάμερα obscura εξοπλισμένη με καθρέφτη 45° και προβάλλοντας μια εικόνα σε μια ματ, οριζόντια πλάκα, επιτρέποντας στους καλλιτέχνες να μεταφέρουν τοπία σε χαρτί.
Η ανάπτυξη των καμερών pinhole πήρε δύο δρόμους. Η πρώτη κατεύθυνση είναι η δημιουργία φορητών καμερών.
Πολλοί καλλιτέχνες χρησιμοποίησαν μια κάμερα obscura για να δημιουργήσουν τα έργα τους - τοπία, πορτρέτα και καθημερινά σκίτσα. Camera obscura εκείνης της εποχής ήταν μεγάλα κουτιά με ένα σύστημα καθρεφτών για να εκτρέπουν το φως.
Συχνά, αντί για μια απλή τρύπα, χρησιμοποιήθηκε ένας φακός, ο οποίος κατέστησε δυνατή τη σημαντική αύξηση της φωτεινότητας και της ευκρίνειας της εικόνας.
Με την ανάπτυξη της οπτικής, οι φακοί έγιναν πιο περίπλοκοι, και μετά την εφεύρεση των φωτοευαίσθητων υλικών κάμερες με pinholeέγιναν κάμερες.
Η δεύτερη κατεύθυνση στην ανάπτυξη των καμερών pinhole είναι η δημιουργία ειδικών δωματίων.
Παλαιότερα και τώρα, τέτοια δωμάτια χρησιμοποιούνται για ψυχαγωγία και εκπαίδευση.
Ωστόσο, ακόμη και σήμερα ορισμένοι φωτογράφοι χρησιμοποιούν το λεγόμενο " steno?py» - κάμερες με μικρή τρύπα αντί για φακό. Οι εικόνες που λαμβάνονται με τη βοήθεια τέτοιων καμερών διακρίνονται από ένα μοναδικό απαλό μοτίβο, ιδανική γραμμική προοπτική και μεγάλο βάθος πεδίου.
Κάμερες εγκαθίστανται σε στέγες και προβάλλουν τη θέα από αυτές σε τέτοιες «πλάκες».
Προβολή περιεχομένων εγγράφου
"Εκλείψεις Σελήνης και Ηλίου"
Εκλείψεις Σελήνης και Ηλίου.
Όταν η Σελήνη, ενώ κινείται γύρω από τη γη, κρύβει πλήρως ή μερικώς τον Ήλιο, συμβαίνει μια έκλειψη Ηλίου. Κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου, η Σελήνη καλύπτει ολόκληρο τον δίσκο του Ήλιου (αυτό είναι δυνατό λόγω του γεγονότος ότι οι φαινομενικές διαμέτρους της Σελήνης και της Γης είναι ίδιες). Από αυτά τα σημεία μπορεί να παρατηρηθεί μια ολική έκλειψη ηλίου η επιφάνεια της γης, όπου περνά η ζώνη πλήρους φάσης. Και στις δύο πλευρές της συνολικής ζώνης φάσης, συμβαίνει μια μερική έκλειψη του Ήλιου, κατά την οποία η Σελήνη κρύβει όχι ολόκληρο τον ηλιακό δίσκο, αλλά μόνο ένα μέρος του.
Παρατηρείται μια μερική έκλειψη ηλίου από εκείνα τα σημεία στην επιφάνεια της γης που καλύπτει τον αποκλίνοντα κώνο της σεληνιακής χερσονήσου.
Μια ολική έκλειψη Ηλίου, η οποία μπορούσε να παρατηρηθεί από τη Ρωσία, συνέβη στις 9 Μαρτίου 1997 (Ανατολική Σιβηρία). Πιο συχνά γίνονται 2 ηλιακές και 2 σεληνιακές εκλείψεις το χρόνο. Το 1982 έγιναν 7 εκλείψεις - 4 μερικές ηλιακές και 3 ολικές σεληνιακές.
Δεν μπορεί κάθε νέα σελήνη να έχει ηλιακή έκλειψη, καθώς το επίπεδο στο οποίο η Σελήνη κινείται γύρω από τη Γη έχει κλίση προς το επίπεδο της εκλειπτικής (η κίνηση του Ήλιου) υπό γωνία περίπου πέντε μοιρών. Στη Μόσχα, η επόμενη ολική έκλειψη ηλίου θα παρατηρηθεί στις 16 Οκτωβρίου 2126. Μια ολική έκλειψη Ηλίου συνήθως διαρκεί 2-3 λεπτά. Το 1999, στις 11 Αυγούστου, μια ολική έκλειψη Ηλίου πέρασε από την Κριμαία και την Υπερκαυκασία.
Οι ηλιακές εκλείψεις αποδεικνύουν τη γραμμική διάδοση του φωτός.
Εάν η Σελήνη, κατά την περιφορά της γύρω από τη Γη, πέσει στη σκιά που ρίχνει η Γη, τότε παρατηρείται έκλειψη Σελήνης. Κατά την πλήρη έκλειψη σελήνηςΟ σεληνιακός δίσκος του φεγγαριού παραμένει ορατός, αλλά παίρνει τη συνηθισμένη σκούρα κόκκινη απόχρωση. Αυτό το φαινόμενο εξηγείται από τη διάθλαση των ακτίνων μέσα ατμόσφαιρα της γης. Διαθλασμένη στην ατμόσφαιρα της γης, η ηλιακή ακτινοβολία εισέρχεται στον κώνο σκιάς της γης και φωτίζει τη Σελήνη.
Μια ολική έκλειψη Ηλίου θα παρατηρηθεί στη σκιώδη περιοχή της Γης. Γύρω από τη σκιά στη Γη θα υπάρχει μια περιοχή μισοφύλλου. Σε αυτή τη θέση στη Γη θα παρατηρηθεί μερική έκλειψη ηλίου.
Κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου σκοτεινιάζει γρήγορα. Η θερμοκρασία του αέρα πέφτει, ακόμη και η δροσιά εμφανίζεται, και στον ουρανό μπορείτε να δείτε τον μαύρο δίσκο του Ήλιου με ένα μαργαριτάρι-γκρι στέμμα να λάμπει γύρω του.
Στο παρελθόν ασυνήθιστη εμφάνισηΤο φεγγάρι και ο ήλιος κατά τη διάρκεια των εκλείψεων τρομοκρατούσαν τους ανθρώπους. Οι ιερείς, γνωρίζοντας την επανάληψη αυτών των φαινομένων, τα χρησιμοποιούσαν για να υποτάξουν και να εκφοβίσουν τους ανθρώπους, αποδίδοντας τις εκλείψεις σε υπερφυσικές δυνάμεις.
Το φως της ημέρας εξασθενεί τόσο πολύ που μερικές φορές μπορείς να δεις στον ουρανό φωτεινά αστέριακαι πλανήτες. Πολλά φυτά τυλίγουν τα φύλλα τους.
Δώστε γραπτές απαντήσεις στις ερωτήσεις:
1. Επιλέξτε από τις επιλογές απαντήσεων ποιες κινήσεις της Γης και της Σελήνης γνωρίζετε;
Η Γη κινείται γύρω από τον άξονά της και γύρω από τον Ήλιο.
Το φεγγάρι περιστρέφεται μόνο γύρω από τον άξονά του.
Το φεγγάρι περιστρέφεται γύρω από τη Γη και τον άξονά της.
Η Σελήνη και η Γη περιστρέφονται μόνο γύρω από τον Ήλιο.
2. Αν η Σελήνη κατά την κίνησή της βρίσκεται ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο, τότε θα ρίξει σκιά στη Γη. Συνεχίστε το μονοπάτι των ακτίνων του ήλιου και σκιαγραφήστε το σχηματισμό των περιοχών σκιάς και μισοφέγγαρου.
4. Εξετάστε το σχέδιο που λάβατε και εξηγήστε γιατί, εκτός από τη σκιά, σχηματίζεται και ημισφαίριο.
5. Βρείτε τη διαφορά μεταξύ ολικής και μερικής έκλειψης Ηλίου (χρησιμοποιήστε το διάγραμμα που λάβατε).
6. Τι μπορεί να δει ένας άνθρωπος στη γη ενώ βρίσκεται στην περιοχή μιας ολικής έκλειψης ηλίου;
7. Με βάση τις προηγούμενες απαντήσεις, συμπληρώστε τη σκέψη: «Η έκλειψη ηλίου συμβαίνει όταν. »
8. Ποιο μοτίβο διάδοσης του φωτός εξηγεί τις ηλιακές εκλείψεις;
Προβολή περιεχομένου παρουσίασης
"Μάθημα Νο. 2"
«Εφαρμογή του νόμου της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός. Κάμερα Pinhole"
Ω φως! Είσαι ένα θαύμα θαυμάτων και κεντρίζεις το ενδιαφέρον. Πάνω από μία φορά θα απασχολήσετε το μυαλό των ανθρώπων με τη θεωρία σας.
Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός:
Ο νόμος της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός διατυπώθηκε για πρώτη φορά τον 3ο αιώνα. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ. ο αρχαίος Έλληνας επιστήμονας Ευκλείδης. Με τον όρο ευθύτητα διάδοσης του φωτός, εννοούσε την ευθύτητα των ακτίνων φωτός. Ο ίδιος ο Ευκλείδης, ωστόσο, ταύτισε τις ακτίνες φωτός με τις «οπτικές ακτίνες» που υποτίθεται ότι έβγαιναν από τα μάτια ενός ατόμου και, ως αποτέλεσμα της «αίσθησης» των αντικειμένων, τους επέτρεπαν να φαίνονται. Αυτή η άποψη ήταν αρκετά διαδεδομένη στο αρχαίος κόσμος. Ωστόσο, ο Αριστοτέλης ρώτησε ήδη: «Αν η όραση εξαρτιόταν από το φως που προέρχεται από τα μάτια, όπως από ένα φανάρι, τότε γιατί να μην βλέπουμε στο σκοτάδι;» Τώρα ξέρουμε ότι δεν υπάρχουν «οπτικές ακτίνες», και δεν βλέπουμε επειδή κάποιες ακτίνες βγαίνουν από τα μάτια μας, αλλά αντίθετα, επειδή το φως από διάφορα αντικείμενα εισέρχεται στα μάτια μας.
Το φως διαδίδεται ευθύγραμμα στον χώρο .
Κάτω από τη δέσμη φωτός σύγχρονη φυσικήκατανοήσουν μια αρκετά στενή δέσμη φωτός, η οποία στην περιοχή στην οποία μελετάται η διάδοσή της μπορεί να θεωρηθεί μη αποκλίνουσα. Αυτό φυσική δέσμη φωτός . Υπάρχουν επίσης μαθηματική (γεωμετρική) ακτίνα — αυτή είναι η γραμμή κατά μήκος της οποίας το φως ταξιδεύει. Αυτή είναι η έννοια που θα χρησιμοποιήσουμε.
Εφόσον το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή, όταν συναντά αδιαφανή αντικείμενα, σχηματίζεται μια σκιά. Η περιοχή όπου δεν εισέρχεται το φως ονομάζεται σκιά. Εάν η πηγή φωτός είναι μικρή, η σκιά που ρίχνει το αντικείμενο έχει καθαρά περιγράμματα· εάν είναι μεγάλη, οι σκιές είναι θολές. Η μετάβαση από το φως στη σκιά ονομάζεται ημισφαίρα: Μόνο ένα μέρος του εκπεμπόμενου φωτός φτάνει εδώ.
Εργαστηριακή εργασία: «Σχηματισμός σκιάς και ημισφαίρου»
Στόχος:μάθετε πώς να βάζετε τη σκιά και τη σκιά στην οθόνη.
Εξοπλισμός: 2 κεριά, μια μπάλα σε βάση ή οποιοδήποτε αδιαφανές σώμα. οθόνη; πολλά διαφορετικά γεωμετρικά σώματα.
1. Τοποθετήστε τα κεριά σε απόσταση
5-7 εκατοστά το ένα από το άλλο. Μπροστα τους
τοποθετήστε την μπάλα. Τοποθετήστε το πίσω από την μπάλα
2. Αναψε ένα κερί. Στην οθόνη
μια καθαρή σκιά της μπάλας είναι ορατή.
3. Αν τώρα ανάψετε τη δεύτερη λάμπα,
η σκιά και η μισοφέγγα είναι ορατές στην οθόνη.
Σελήνη και ηλιακή έκλειψη
Ο Kozma Prutkov έχει έναν αφορισμό: «Αν σας ρωτήσουν: τι είναι πιο χρήσιμο, ο Ήλιος ή ο μήνας; - απάντηση: μήνας. Γιατί ο Ήλιος λάμπει την ημέρα, όταν είναι ήδη φως, και ο μήνας λάμπει τη νύχτα». Έχει δίκιο ο Kozma Prutkov; Γιατί;
Ονομάστε τις πηγές φωτός που έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ κατά την ανάγνωση.
Γιατί οι οδηγοί αλλάζουν τους προβολείς τους από τη μεγάλη σε μεσαία σκάλα όταν συναντούν αυτοκίνητα τη νύχτα;
Θερμαινόμενο σίδερο και καύση κερί αποτελούν πηγές ακτινοβολίας. Σε τι διαφέρει η ακτινοβολία που παράγεται από αυτές τις συσκευές;
Από τον αρχαιοελληνικό μύθο για τον Περσέα: «Όχι μακρύτερα από το πέταγμα ενός βέλους ήταν το τέρας όταν ο Περσέας πέταξε ψηλά στον αέρα. Η σκιά του έπεσε στη θάλασσα και το θαύμα όρμησε με μανία — vische στη σκιά ενός ήρωα. Ο Περσέας όρμησε με τόλμη από ψηλά στο τέρας και βύθισε το κυρτό ξίφος του βαθιά στην πλάτη του».
Τι είναι η σκιά και ποιος φυσικός νόμος εξηγεί τον σχηματισμό της;
Καυτή μπάλα, χρυσή
Θα στείλει μια τεράστια δέσμη στο διάστημα,
Και ένας μακρύς κώνος σκοτεινής σκιάς
Μια άλλη μπάλα θα πεταχτεί στο κενό.
Ποια ιδιότητα του φωτός αντανακλάται σε αυτό το ποίημα του A. Blok; Για ποιο φαινόμενο γίνεται λόγος στο ποίημα;
Κάμερα σκοτεινήονομάζεται σκοτεινό δωμάτιο (κουτί) με μια μικρή τρύπα σε έναν από τους τοίχους του μέσω της οποίας το φως διεισδύει στο δωμάτιο, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η λήψη εικόνων εξωτερικών αντικειμένων.
Ας πάρουμε Σπιρτόκουτο, κάντε μια μικρή τρύπα στη μέση, διαμέτρου μισού χιλιοστού, τοποθετήστε φωτογραφικό χαρτί ή φιλμ για την κάμερα στο κάτω μέρος του κουτιού (χωρίς να το εκθέσετε) και, στρέφοντας το φακό στο δρόμο, αφήστε το για τέσσερις ώρες. Ας το ανοίξουμε και ας δούμε τι θα γίνει. Οι ακτίνες πέφτουν πάνω στο θέμα, αντανακλώνται από αυτό, περνούν από μια τρύπα στην κάμερα obscura και καταγράφονται σε φωτογραφικό χαρτί. Όσο μικρότερη είναι η τρύπα, τόσο λιγότερες ξένες ακτίνες από κάθε σημείο του αντικειμένου θα μπορούν να περάσουν από αυτήν και να εμφανίζονται στο φωτογραφικό χαρτί. Συνεπώς, τόσο πιο καθαρή θα είναι η εικόνα του αντικειμένου που απεικονίζεται. Και αν η τρύπα είναι μεγάλη, η εκτύπωση φωτογραφιών δεν θα λειτουργήσει - το χαρτί απλά θα λάμπει. Με ένα ελαφρώς πιο εξελιγμένο και μεγεθυσμένο κουτί κάμερας, οι φωτογραφικές εκτυπώσεις θα είναι πιο καθαρές και μεγαλύτερες σε μέγεθος. Και μπορείτε να το περιπλέκετε ως εξής: πάρτε ένα κουτί μεγάλα μεγέθη, στο κέντρο του τοίχου όπου θα βρίσκεται η τρύπα, κόψτε ένα παραλληλόγραμμο περίπου 2-3 cm, στερεώστε το αλουμινόχαρτο με ταινία στη θέση του, έχοντας προηγουμένως κάνει μια προσεγμένη τρύπα. Τοποθετήστε τη μεμβράνη μέσα στο κουτί, στην αντίθετη πλευρά από την τρύπα. Είναι ακόμα πιο εύκολο να πάρετε μια παλιά κάμερα, να ξεβιδώσετε τον φακό από αυτήν, να καλύψετε την τρύπα με μαύρο χαρτί ή αλουμινόχαρτο και να κάνετε μια μικρή τρύπα σε αυτήν. Απλώς θυμηθείτε να αφαιρέσετε την κουρτίνα του κλείστρου για να επιτρέψετε στο φως να χτυπήσει το φιλμ.
- Εκτέλεση εργαστηριακές εργασίεςσε ένα ξεχωριστό σημειωματάριο με την κατασκευή μιας δέσμης φωτός και το σχηματισμό μιας περιοχής σκιάς και ημισφαίρου.
- Στάλθηκε από ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗαπαντήσεις σε ερωτήσεις σχετικά με το θέμα «Ηλιακές και σεληνιακές εκλείψεις».
- Στείλτε με email τις απαντήσεις σας στις ερωτήσεις Test Yourself.
- Κάντε μια κάμερα obscura.
Ας εξετάσουμε μια άλλη πειραματική επιβεβαίωση του νόμου της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός. Ας κάνουμε μερικά πειράματα.
Ας πάρουμε μια συνηθισμένη λάμπα ως πηγή φωτός. Στα δεξιά του θα κρεμάσουμε μια μπάλα σε μια κλωστή. Όταν διεξάγουμε ένα πείραμα σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, μπορούμε εύκολα να δούμε τη σκιά της μπάλας στην οθόνη. Επιπλέον, στο χώρο στα δεξιά της μπάλας θα υπάρχει μια συγκεκριμένη περιοχή στην οποία δεν διεισδύουν οι ακτίνες φωτός (φωτεινή ενέργεια). Αυτός ο χώρος ονομάζεται περιοχή σκιάς.
Τώρα ας χρησιμοποιήσουμε μια λάμπα με ένα λευκό γυάλινο μπαλόνι. Θα δούμε ότι η σκιά της μπάλας περιβάλλεται πλέον από μια μισόουμπρα. Και στο χώρο στα δεξιά της μπάλας υπάρχει τόσο μια περιοχή σκιάς, όπου οι ακτίνες του φωτός δεν διαπερνούν καθόλου, όσο και μια περιοχή μισό, όπου μόνο μερικές ακτίνες που εκπέμπονται από τη λάμπα διαπερνούν.
Γιατί προέκυψε η μισοφέγγαρα; Στο πρώτο πείραμα, η πηγή φωτός ήταν η σπείρα ενός λαμπτήρα. Είχε μικρές (λένε: αμελητέες) διαστάσεις σε σχέση με την απόσταση από την μπάλα. Επομένως, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η σπείρα είναι σημειακή πηγή φωτός. Στο δεύτερο πείραμα, το φως εκπέμπεται από μια λευκή λάμπα. Το μέγεθός του σε σύγκριση με την απόσταση από την μπάλα δεν μπορεί πλέον να παραμεληθεί. Επομένως, θα θεωρήσουμε το μπαλόνι μια εκτεταμένη πηγή φωτός. Ακτίνες εκπέμπονται από κάθε σημείο του, μερικές από τις οποίες πέφτουν στην περιοχή του μισού.
Άρα και τα δύο φυσικά φαινόμενα– ο σχηματισμός της σκιάς και ο σχηματισμός μισοφύγματος αποτελούν πειραματική επιβεβαίωση του νόμου της ευθύγραμμης διάδοσης του φωτός.