Saules un Mēness aptumsumi(skaidrojums un eksperimenti ar Saules un Mēness aptumsumu demonstrēšanas ierīci vai ar projektora apgaismotu globusu un lodi).
"Bumba ir karsta, zeltaina
Nosūtīs kosmosā milzīgu staru,
Un garš tumšas ēnas konuss
Vēl viena bumba tiks iemesta kosmosā."
A. Bloks
Triangulācijas metode(attālumu noteikšana līdz nepieejamiem objektiem).
AB – pamats, α Un β tiek izmērīti.
γ = 180° - α - β.
(sinusa teorēma)
Attālumu noteikšana līdz zvaigznēm (ikgadējā paralakse).
IV. Uzdevumi:
1. Kādā augstumā lampa atrodas virs galda horizontālās virsmas, ja uz galda vertikāli novietota 15 cm augsta zīmuļa ēna izrādās vienāda ar 10 cm? Attālums no zīmuļa pamatnes līdz perpendikula pamatnei, kas nolaista no lampas centra līdz galda virsmai, ir 90 cm.
2. Kādā augstumā laterna atrodas virs horizontālās virsmas, ja ēnas garums no vertikāli novietotas nūjas 0,9 m augstumā ir 1,2 m, un, nūju pārvietojot 1 m no laternas ēnas virzienā, garums no ēnas kļūst 1,5 m?
3. Pamatojoties uz 1 km, students saņēma šādas leņķa vērtības: α = 59 0, β = 63 0 . Izmantojot šos mērījumus, nosakiet attālumu līdz nepieejamam objektam.
4. Saules apakšējā mala pieskārās Zemes virsmai. Ceļotāji ieraudzīja Smaragda pilsētu no kalna. Stūra sargtorņa augstums šķita tieši vienāds ar Saules diametru. Kāds ir torņa augstums, ja ceļa zīme, pie kuras stāvēja ceļotāji, vēstīja, ka pilsēta atrodas 5 km attālumā? Vērojot no Zemes, Saules leņķiskais diametrs ir α ≈ 0,5 o.
5. Saules konstante I = 1,37 kW/m2 ir kopējais saules starojuma enerģijas daudzums, kas 1 sekundē nokrīt uz 1 m2 platību, kas atrodas perpendikulāri saules stariem un tiek noņemta no Saules attālumā, kas vienāds ar rādiusu. zemes orbīta. Cik daudz starojuma enerģijas izstaro kosmosā no 1 m 2 Saules virsmas 1 sekundē? Vērojot no Zemes, Saules leņķiskais diametrs ir α ≈ 0,5 o.
6. Virs kvadrātveida laukuma centra ar malu A augstumā, kas vienāds ar a/2, ir starojuma avots ar jaudu R. Pieņemot, ka avots ir punktveida avots, aprēķiniet enerģiju, ko vietne saņem katru sekundi.
Jautājumi:
1. Sniedziet gaismas ķīmiskās iedarbības piemērus.
2. Kāpēc telpā, kuru apgaismo viena lampa, no priekšmetiem rodas diezgan asas ēnas, bet telpā, kur gaismas avots ir lustra, šādas ēnas netiek novērotas?
3. Mērījumi parādīja, ka ēnas garums no objekta ir vienāds ar tā augstumu. Kāds ir Saules augstums virs horizonta?
4. Kāpēc optisko sakaru līnijās “vadi” var krustoties?
5. Kāpēc cilvēka pēdu ēna uz zemes ir skaidri iezīmēta, bet cilvēka galvas ēna ir izplūdusi?
6. Kā Aristotelis pierādīja, ka Zeme ir sfēriska?
7. Kāpēc viņi dažreiz uzliek spuldzei abažūru?
8. Kāpēc mežmalā koku vainagi vienmēr ir vērsti uz lauku vai upi?
9. Rietošā Saule apgaismo režģa žogu. Kāpēc ēnā, ko rada režģis uz sienas, nav vertikālo stieņu ēnas, savukārt horizontālo joslu ēnas ir skaidri redzamas? Stieņu biezums ir vienāds.
V.62.63. §, piemēram, 31.32. Revīzijas uzdevumi Nr.62 un Nr.63.
1. No rīta caur nelielu caurumu aizkarā, kas aizsedz logu, stars nokrīt pretējā sienā saules gaisma. Novērtējiet, cik tālu gaismas punkts ekrānā pārvietosies minūtes laikā.
2. Ja jūs virzīsiet šauru gaismas staru no kodoskopa caur petrolejas pudeli, pudeles iekšpusē būs skaidri redzama zilgani bālgana josla (petrolejas fluorescence). Ievērojiet šo parādību citos risinājumos: rivanols, atkritumu foto izstrādātājs, šampūni.
3. Lai pagatavotu cinka sulfīdu, sajauc vienu svara daļu sēra pulvera un divas svara daļas cinka pulvera (var pievienot vara šķembas), pēc tam tos karsē. Iegūto pulveri sajauc ar līmi un uzklāj uz ekrāna. Ekrāna apgaismošana ultravioletie stari, skatīties tā mirdzumu.
4. Izveidojiet camera obscura (var izgatavot no alumīnija kārbas vai kurpju kastes) un izmantojiet to, lai noteiktu vidējo attālumu starp spuldzes kvēldiega pagriezieniem, to nesalaužot. Kāpēc, samazinoties kameras garumam, objekta attēla asums pasliktinās?
5. Degoša ogle ātri kustīga zara galā tiek uztverta kā spīdoša josla. Zinot, ka acs saglabā sajūtu aptuveni 0,1 s, novērtējiet zara gala ātrumu.
6. No kāda attāluma var redzēt saules staru?
“Tad es neviļus pacēlu plaukstas
Līdz manām uzacīm, turot tās ar vizieri.
Lai gaisma tik ļoti nesāp...
Tāpēc man likās, ka tas sita man pa seju
Atstarotās gaismas spožums..."
Dante
“... Mums tas tikai jāiznes mums zem klajas zvaigžņotām debesīm
Pilns ar ūdeni trauks, kā tie nekavējoties tiks atspoguļoti tajā
Uz spoguļa virsmas dzirkstīs debesu zvaigznes un stari"
Lukrēcijs
Nodarbība 60/10. GAISMAS ATSTAROŠANAS LIKUMS
Stundas MĒRĶIS: Pamatojoties uz eksperimentāliem datiem, iegūstiet gaismas atstarošanas likumu un iemāciet skolēniem to pielietot. Sniedziet priekšstatu par spoguļiem un objekta attēla konstruēšanu plakanā spogulī.
NODARBĪBAS VEIDS: Kombinēts.
APRĪKOJUMS: Optiskā paplāksne ar piederumiem, plakans spogulis, statīvs, svece.
NODARBĪBAS PLĀNS:
1. Ievaddaļa 1-2 min
2. Aptauja 15 min
3. Paskaidrojums 20 min
4. Stiprināšana 5 min.
5. Mājas darbs 2-3 min
II. Fundamentālā aptauja:
1. Gaismas avoti.
2. Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums.
Uzdevumi:
1. B saulaina dienaĒnas garums no vertikāli novietota metra lineāla ir 50 cm, bet no koka - 6 m. Kāds ir koka augstums?
2. No kāda attāluma tas ir redzams Pizas tornis, kura augstums ir 60 m; no Ostankino torņa ap 300 m augsta? Cik tālu no jums ir redzamā horizonta līnija jūrā, kad valda pilnīgs miers?
3. Gaismas avota diametrs ir 20 cm, tā attālums līdz ekrānam ir 2 m Kādā minimālā attālumā no ekrāna jānovieto bumbiņa ar diametru 8 cm, lai tā neradītu ēnu uz ekrāna. vispār, bet dod tikai daļēju nokrāsu? Taisnā līnija, kas iet caur gaismas avota un lodītes centriem, ir perpendikulāra ekrāna plaknei.
4. Vecmāmiņa izcepa bulciņu 5 cm diametrā un nolika uz palodzes atdzist. Tajā brīdī, kad Saule ar apakšējo malu pieskārās palodzei, vectēvs pamanīja, ka Kolobokas redzamais diametrs ir tieši vienāds ar Saules diametru. Aprēķiniet attālumu no vectēva līdz Kolobokai.
5. Skaidrā vakarā rietošās Saules gaisma ieplūst telpā pa šauru vertikālu slēģu spraugu. Kāda ir gaismas plankuma forma un izmērs uz sienas? Sprauga ir 18 cm gara, 3 cm plata, un attālums no loga līdz sienai ir 3 m. Zināms arī, ka attālums līdz Saulei ir aptuveni 150 miljoni km, bet diametrs ir 1,4 miljoni km.
Jautājumi:
1. Sniedziet dabisko gaismas avotu piemērus.
2. Kas ir lielāks: mākonis vai tā ēna?
3. Kāpēc kabatas lukturīša kvēlojošā spuldzīte kļūst arvien mazāk redzama, attālinoties no tā?
4. Kāpēc ceļa nelīdzenumi dienas laikā ir mazāk redzami nekā naktī, kad ceļu apgaismo auto lukturi?
5. Ar kādu zīmi var noteikt, ka atrodaties kāda gaismas avota pusē?
6. Dienas laikā ēnas no futbola vārtu sānu stabiem maina savu garumu. Tie ir īsi dienas laikā un gari no rīta un vakarā. Vai ēnas garums no augšējās joslas mainās visas dienas garumā?
7. Vai cilvēks var paskriet ātrāk par savu ēnu?
8. Vai ir iespējams iegūt palielinātu objekta attēlu bez objektīva palīdzības?
III. Gaismas atstarošanās divu datu nesēju saskarnē. Piemēri: Spoguļa un izkliedēta gaismas atstarošana (demonstrācija ar lāzeru). Piemēri: Sniegs atstaro līdz pat 90% saules stari, kas veicina paaugstinātu ziemas aukstumu. Apsudrabots spogulis atstaro vairāk nekā 95% no uz to krītošajiem stariem. Dažos leņķos kopā ar izkliedētu atstarošanos parādās arī spožs gaismas atstarojums no objektiem (mirdzums). Ja objekts pats par sevi nav gaismas avots, tad mēs to redzam gaismas izkliedētās atstarošanas dēļ no tā.
Gaismas atstarošanas likums (demonstrācija ar optisko mazgātāju): Krītošais stars, atstarotais stars un perpendikulārs saskarnei starp abām vidēm, kas rekonstruēts stara krišanas punktā, atrodas vienā plaknē un atstarošanas leņķis vienāds ar leņķi krīt.
Gaismas izplatīšanās taisnums izskaidro ēnu un pusumbras veidošanos. Ja avota izmērs ir mazs vai ja avots atrodas tādā attālumā, ar kuru salīdzinājumā ar avota lielumu var neņemt vērā, tiek iegūta tikai ēna. Ēna ir telpas zona, kurā gaisma nesasniedz. Ja gaismas avots ir liels vai ja avots atrodas tuvu objektam, tiek izveidotas neasas ēnas (umbra un pusumbra). Ēnu un pustumsas veidošanās ir parādīta attēlā:
Objekta izmēri, kas rada ēnu, un ēnas izmēri ir tieši proporcionāli. Arī šī ēna ir līdzīga pašam objektam. To var redzēt no šāda zīmējuma:
Ļaujiet S punktveida gaismas avotu, perpendikulāri h objekta izmēru un perpendikulāri H ir ēnas lielumu. Trijstūri SAA' un SBB' ir taisnstūrveida. Leņķis BSB' ir kopīgs šiem diviem trijstūriem. No tā izriet, ka šie trīsstūri ir līdzīgi divos vienādos leņķos. Ja šie divi trīsstūri, tad viena trijstūra trīs malas ir proporcionālas otrā trīsstūra trim malām:
No tā izriet, ka H izmērs ir proporcionāls h lielumam. Ja mēs zinām objekta izmēru, attālumu no gaismas avota līdz objektam un attālumu no gaismas avota līdz ēnai, tad varam aprēķināt ēnas izmēru. Ēnas lielums ir atkarīgs no attāluma starp gaismas avotu un šķērsli: jo tuvāk gaismas avots atrodas objektam, jo lielāka ir ēna un otrādi.
Ēnu un pustumsas veidošanās Gaismas izplatīšanās taisnums izskaidro ēnas un pusumbras veidošanos. Ja avota izmērs ir mazs vai ja avots atrodas tādā attālumā, ar kuru salīdzinājumā ar avota lielumu var neņemt vērā, tiek iegūta tikai ēna. Ēna ir telpas zona, kurā gaisma nesasniedz. Ja gaismas avots ir liels vai ja avots atrodas tuvu objektam, tiek izveidotas neasas ēnas (umbra un pusumbra).
Lāzera izmantošana ikdienā: CD atskaņotāji, lāzerprinteri, svītrkodu lasītāji, lāzera rādītāji, Rūpniecībā lāzeri tiek izmantoti dažādu materiālu detaļu griešanai, metināšanai un lodēšanai, rūpniecisko dizainu lāzermarķēšanai un dažādu materiālu izstrādājumu gravēšanai,
Medicīnā lāzeri tiek izmantoti kā bezasins skalpeļi un tiek izmantoti, lai ārstētu oftalmoloģiskās slimības(katarakta, tīklenes atslāņošanās, lāzera korekcija redze), kosmetoloģijā ( lāzerepilācija, asinsvadu un pigmentētu ādas defektu ārstēšana, lāzerpīlings, tetovējumu noņemšana un vecuma plankumi), militāriem nolūkiem: kā vadības un mērķēšanas līdzeklis tiek apsvērtas iespējas izveidot gaisa, jūras un zemes kaujas aizsardzības sistēmas, kuru pamatā ir jaudīgi lāzeri, hologrāfijā pašu hologrammu veidošanai un hologrāfiska tilpuma attēla iegūšanai,
Fizikas rokasgrāmata" Ģeometriskā optika».
Gaismas izplatīšanās taisnums.
Ja starp aci un kādu gaismas avotu novieto necaurspīdīgu priekšmetu, tad gaismas avotu mēs neredzēsim. Tas izskaidrojams ar to, ka viendabīgā vidē gaisma virzās taisnās līnijās.
Objekti, ko apgaismo punktveida gaismas avoti, piemēram, saule, rada skaidri noteiktas ēnas. Kabatas lukturītis rada šauru gaismas staru. Faktiski mēs spriežam par apkārtējo objektu novietojumu telpā, kas nozīmē, ka gaisma no objekta iekļūst mūsu acīs pa taisnām trajektorijām. Mūsu orientācija uz ārpasauli pilnībā balstās uz pieņēmumu par gaismas taisnu izplatīšanos.
Tas bija šis pieņēmums, kas noveda pie idejas par gaismas stariem.
Gaismas stars ir taisna līnija, pa kuru izplatās gaisma. Parasti stars ir šaurs gaismas stars. Ja mēs redzam objektu, tas nozīmē, ka gaisma mūsu acīs iekļūst no katra objekta punkta. Lai gan gaismas stari iznāk no katra punkta visos virzienos, tikai šaurs šo staru kūlis iekļūst novērotāja acī. Ja novērotājs nedaudz pabīda galvu uz sāniem, tad no katra objekta punkta viņa acī ieplūdīs cits staru kūlis.
Attēlā parādīta ēna, kas iegūta uz ekrāna, kad necaurspīdīgu bumbiņu apgaismo punktveida gaismas avots S M. Tā kā bumbiņa ir necaurspīdīga, tā nepārlaiž uz tās krītošo gaismu; Tā rezultātā ekrānā parādās ēna. Šo ēnu var iegūt tumšā telpā, izgaismojot bumbu ar lukturīti.
Likums ir taisns Molineārā gaismas izplatīšanās : viendabīgā caurspīdīga vide gaisma virzās taisnā līnijā.
Pierādījums šim likumam ir ēnas un pustumsas veidošanās.
Mājās varat veikt vairākus eksperimentus, lai pierādītu šo likumu.
Ja vēlamies, lai lampas gaisma nenokļūtu acīs, starp lampu un acīm varam novietot papīra lapu, roku vai uzlikt abažūru. Ja gaisma nepārvietotos taisnās līnijās, tā varētu apiet šķērsli un iekļūt mūsu acīs. Piemēram, jūs nevarat “bloķēt” skaņu ar roku, tā apbrauks šo šķērsli, un mēs to dzirdēsim.
Tādējādi aprakstītais piemērs parāda, ka gaisma neliecas ap šķērsli, bet izplatās taisnā līnijā.
Tagad ņemsim nelielu gaismas avotu, piemēram, kabatas lukturīti S. Novietosim ekrānu zināmā attālumā no tā, tas ir, gaisma skar katru tā punktu. Ja starp punktveida gaismas avotu S un ekrānu novieto necaurspīdīgu ķermeni, piemēram, bumbiņu, tad uz ekrāna mēs redzēsim tumšu šī ķermeņa kontūru attēlu - tumšs aplis, jo aiz tās ir izveidojusies ēna - telpa, kurā nekrīt gaisma no avota S Ja gaisma neizplatītos taisni un stars nebūtu taisna līnija, tad ēna varētu nebūt izveidojusies vai tai būtu bijusi. dažādas formas un izmēra.
Bet mēs ne vienmēr redzam skaidri ierobežoto ēnu, kas tika iegūta aprakstītajā dzīves pieredzē. Šī ēna izveidojās, jo kā gaismas avotu izmantojām spuldzi, kuras spirāles izmēri ir daudz mazāki par attālumu no tās līdz ekrānam.
Ja par gaismas avotu ņemam lielu lampu, salīdzinot ar šķērsli, kuras spirāles izmēri ir salīdzināmi ar attālumu no tā līdz ekrānam, tad ap ēnu uz ekrāna veidojas arī daļēji izgaismota telpa - pusumbra .
Penumbra veidošanās nav pretrunā ar likumu taisnvirziena izplatīšanās viegls, bet, gluži pretēji, to apstiprina. Galu galā, iekšā šajā gadījumā gaismas avotu nevar uzskatīt par punktveida avotu. Tas sastāv no daudziem punktiem, un katrs no tiem izstaro starus. Tāpēc ekrānā ir apgabali, kuros gaisma no dažiem avota punktiem ieplūst, bet neieplūst no citiem. Tādējādi šie ekrāna apgabali ir tikai daļēji apgaismoti, un tur veidojas pustumsa. Ekrāna centrālais laukums nesaņem gaismu ne no viena lampas punkta, tur ir pilnīga ēna.
Acīmredzot, ja mūsu acs atrastos ēnu zonā, mēs neredzētu gaismas avotu. No pustālās zonas mēs redzētu daļu no lampas. Tas ir tas, ko mēs novērojam Saules vai Mēness aptumsuma laikā.
Un pēdējā pieredze. Novietojiet kartona gabalu uz galda un ieduriet tajā divas tapas dažu centimetru attālumā viens no otra. Starp šīm tapām ielīmējiet vēl divas vai trīs tapas, lai, skatoties uz vienu no ārējām, jūs redzētu tikai to, bet pārējās tapas paslēptu no mūsu skata. Izņemiet tapas, uzlieciet lineālu uz kartona atzīmēm no divām ārējām tapām un novelciet taisnu līniju. Kā attiecībā pret šo līniju atrodas citu tapu zīmes?
Gaismas izplatīšanās taisnumu izmanto, zīmējot taisnas līnijas uz zemes virsmas un pazemē metro, nosakot attālumus uz zemes, jūrā un gaisā. Pārbaudot izstrādājumu taisnumu gar redzamības līniju, tie atkal izmanto gaismas izplatīšanās taisnumu.
Ļoti iespējams, ka pati taisnes līnijas koncepcija radās no idejas par gaismas taisnu izplatīšanos.
optika8.narod.ru
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums
Gaisma izplatās taisnā līnijā viendabīgā vidē. Likuma pierādījums ir ēnas un pustumsas veidošanās.
Gaismas staru neatkarības likums
Gaismas staru izplatīšanās vidē notiek neatkarīgi viens no otra.
Krītošais stars, atstarotais stars un perpendikuls krišanas punktā atrodas vienā plaknē. Krituma leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi.
Krītošie un lauztie stari atrodas vienā plaknē ar perpendikulu krišanas punktā pret robežu. Krituma leņķa sinusa attiecība pret laušanas leņķa sinusu ir nemainīga vērtība diviem dotiem medijiem.
Gaismai pārejot no optiski blīvākas vides (ar augstu refrakcijas indeksu) uz optiski mazāk blīvu vidi, sākot no noteikta krišanas leņķa, lauzta stara nebūs. Parādību sauc pilnīga pārdoma. Tiek saukts mazākais leņķis, no kura sākas pilnīga atstarošana kopējā atstarojuma ierobežojošais leņķis. Visu priekšā lieli leņķi Nav krītošs lauzts vilnis.
a) eksistē lauztais stars; b) ierobežojošais atstarošanas leņķis; c) nav lauzta stara;
Kad dažāda viļņa garuma stari iziet cauri prizmai, tie tiek novirzīti dažādos leņķos. Fenomens dispersijas ir saistīta ar vides refrakcijas indeksa atkarību no starojuma izplatīšanās frekvences.
Izkliedes parādība izraisa varavīksnes veidošanos, jo lietus laikā saules gaisma laužas uz sīkiem ūdens pilieniem.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums izskaidro ēnu veidošanos
- Kad jūsspēlējotJa spēlējat paslēpes vai ielaižat "saulainos zaķus", tad, par to nenojaušot, jūs izmantojat gaismas taisnās izplatīšanās likumu. Noskaidrosim, kas ir šis likums un kādas parādības tas izskaidro.
1. Mācīšanās atšķirt savedēja staru un savedēja staru
Lai novērotu gaismas starus, mums nav nepieciešams īpašs aprīkojums (3.12. att.).
Pietiek, piemēram, skaidrā saulainā dienā telpā brīvi pārbīdīt aizkarus, atvērt durvis no apgaismotas telpas tumšā koridorā vai tumsā ieslēgt lukturīti.
Rīsi. 3. 12. Mākoņainās dienās caur mākoņu lūzēm izlaužas saules stari
Pirmajā gadījumā gaismas stari iekļūst telpā caur spraugu starp aizkariem, otrajā tie nokrīt uz grīdas caur durvju aili; pēdējā gadījumā spuldzes gaismu noteiktā virzienā virza lukturīša atstarotājs. Gaismas stari katrā no šiem gadījumiem veido spilgtus gaismas plankumus uz objektiem, kurus tie apgaismo.
IN īstā dzīve mums ir darīšana tikai ar gaismas stariem, lai gan, redz, mēs esam vairāk pieraduši teikt: saules stars, prožektora stars, zaļš stars utt.
Faktiski no fizikas viedokļa pareizi būtu teikt: saules staru kūlis, zaļo staru kūlis utt.. Bet shematiskam gaismas staru attēlojumam tiek izmantoti gaismas stari (3.13. att.) .
- Gaismas stars- šī ir līnija, kas norāda gaismas stara izplatīšanās virzienu.
Rīsi. 3.13. Shematiska ilustrācija gaismas stari, izmantojot gaismas starus: a - paralēls gaismas stars; b - novirzošs gaismas stars; c - saplūstošs gaismas stars
Rīsi. 3.14. Eksperiments, kas demonstrē gaismas taisnu izplatīšanos
2. Pārliecinieties, ka gaisma izplatās taisnā līnijā
Veiksim eksperimentu. Sērijveidā ievietosim gaismas avotu, vairākas kartona loksnes ar apaļām atverēm (apmēram 5 mm diametrā) un ekrānu. Novietosim kartona loksnes tā, lai uz ekrāna parādās gaišs plankums (3.14. att.). Ja tagad ņemsi, piemēram, adāmadatu un izstiepsi to cauri caurumiem, tad adāmadata viegli izies cauri tiem, t.i., izrādīsies, ka caurumi atrodas uz vienas taisnes.
Šis eksperiments demonstrē senos laikos noteikto gaismas taisnvirziena izplatīšanās likumu. Sengrieķu zinātnieks Eiklīds par to rakstīja vairāk nekā pirms 2500 gadiem. Starp citu, ģeometrijā stara un taisnas līnijas jēdzieni radās, pamatojoties uz gaismas staru ideju.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums: caurspīdīgā viendabīgā vidē gaisma izplatās taisni.
Rīsi. 3.15. Saules pulksteņa darbības princips ir balstīts uz to, ka vertikāli novietota objekta ēna, ko apgaismo Saule, visas dienas garumā maina savu garumu un atrašanās vietu.
Rīsi. 3.16. Pilnīgas ēnas O 1 veidošanās no objekta O, ko apgaismo punktveida gaismas avots S
3. Uzziniet, kas ir pilns tonis un daļēja nokrāsa
Gaismas izplatīšanās taisnums var izskaidrot to, ka jebkurš gaismas avota apgaismots necaurspīdīgs ķermenis met ēnu (3.15. att.).
Ja gaismas avots attiecībā pret objektu ir punktveida, tad objekta ēna būs skaidra. Šajā gadījumā viņi runā par pilnīgu ēnu (3.16. att.).
- Pilnīga ēna ir tā telpas zona, kas nesaņem gaismu no gaismas avota.
Ja ķermeni izgaismo vairāki punktveida gaismas avoti vai paplašināts avots, tad uz ekrāna veidojas ēna ar neskaidrām kontūrām. Šajā gadījumā tiek izveidota ne tikai pilna ēna, bet arī pustumsa (3.17. att.).
- Pusumbra ir telpas apgabals, ko apgaismo daži no vairākiem pieejamiem punktveida gaismas avotiem vai paplašināta avota daļa.
Mēs novērojam kopējās ēnas un pusslāņa veidošanos kosmiskā mērogā Mēness (3.18. att.) un Saules (3.19. att.) aptumsumu laikā. Tajās Zemes vietās, uz kurām nokritusi pilna Mēness ēna, novērojams pilns Saules aptumsums, pustumsas vietās - daļējs Saules aptumsums.
Rīsi. 3.17. Pilnas ēnas O1 un pusumbras O2 veidošanās no objekta O, ko apgaismo paplašināts gaismas avots S
Caurspīdīgā viendabīgā vidē gaisma virzās taisnā līnijā. Līniju, kas norāda gaismas stara izplatīšanās virzienu, sauc par gaismas staru.
Tā kā gaisma virzās pa taisnu līniju, necaurspīdīgi ķermeņi met ēnu ( pilna nokrāsa un pusumbra). Pilnīga ēna ir telpas apgabals, kas nesaņem gaismu no gaismas avota(-iem). Pusumbra ir telpas apgabals, ko apgaismo daži no vairākiem pieejamiem punktveida gaismas avotiem vai paplašināta avota daļa.
Saules un ikmēneša aptumsumu laikā mēs novērojam ēnu un pustumsas veidošanos kosmiskā mērogā.
1. Kā sauc gaismas staru?
2. Kāds ir gaismas taisnās izplatīšanās likums?
3. Ar kādiem eksperimentiem var pierādīt gaismas izplatīšanās linearitāti?
4. Kādas parādības apstiprina gaismas izplatīšanās linearitāti?
5. Kādos apstākļos objekts veidos tikai pilnu ēnu, un kādos apstākļos tas veidos pilnu ēnu un daļēju ēnu?
6. Kādos apstākļos notiek Saules un Mēness aptumsumi?
1. Saules aptumsuma laikā uz Zemes virsmas veidojas Mēness ēna un pustumsa (attēls a). Attēli b, c, d ir šī Saules aptumsuma fotogrāfijas, kas uzņemtas no dažādiem Zemes punktiem. Kāda fotogrāfija tika uzņemta a attēla punktā I? 2. punktā? 3. punktā?
2. Astronauts, atrodoties uz Mēness, novēro Zemi. Ko astronauts redzēs brīdī, kad uz Zemes būs pilnīgs Mēness aptumsums? daļējs mēness aptumsums?
3. Kā vajadzētu apgaismot operāciju zāli, lai ķirurga roku ēna neaizēnotu ķirurģisko lauku?
4. Kāpēc lidmašīna, kas lido lielā augstumā, neveido ēnu pat saulainā dienā?
1. Novietojiet ekrānu 30-40 cm attālumā no aizdegtas sveces vai galda lampas. Novietojiet zīmuli horizontāli starp ekrānu un sveci. Mainot attālumu starp zīmuli un sveci, novērojiet izmaiņas, kas notiek ekrānā. Aprakstiet un izskaidrojiet savus novērojumus.
2. Iesakiet veidu, kā izmantot tapas, lai pārbaudītu, vai uz kartona uzzīmētā līnija ir taisna.
3. Vakarā stāviet pie ielas luktura. Cieši paskatieties uz savu ēnu. Izskaidrojiet sava novērojuma rezultātus.
Harkovska nacionālā universitāte radioelektronika (KhNURE), dibināta 1930. gadā, zinātniskā, tehniskā un zinātniski pedagoģiskā potenciāla koncentrēšanai radioelektronikas, telekomunikāciju jomā, informācijas tehnoloģijas un datortehnoloģijām nav līdzinieku Ukrainā un NVS valstīs.
Unikālie universitātes zinātnieku darba zinātniskie rezultāti veicināja desmitiem jaunu zinātnes virzienu attīstību, nostiprinot pašmāju zinātnes prioritāti vairākās svarīgākajās tautsaimniecības un aizsardzības nozares jomās. Pirmkārt, tas attiecas uz Zemes tuvumā esošās telpas pētījumiem. Pateicoties universitāšu zinātnieku izveidotajiem mērīšanas kompleksiem, kuriem nav analogu NVS valstīs, tika sastādīts pasaulē vispilnīgākais meteorītu daļiņu katalogs Zemei tuvajā kosmosā, tika veikta augstas precizitātes izlīdzināšana pirmā Ukrainas satelīta palaišanas laikā. "Sech-1", globālais tehnogēno piemaisījumu modelis stratosfērā un mezosfērā, tika uzbūvēts uz Zemes.
Fizika. 7. klase: Mācību grāmata / F. Ya. - X.: Izdevniecība "Ranok", 2007. - 192 lpp.: ill.
Ja jums ir labojumi vai ieteikumi šai nodarbībai, lūdzu, rakstiet mums.
Ja vēlaties redzēt citus pielāgojumus un ieteikumus nodarbībām, skatieties šeit - Izglītības forums.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums. Gaismas ātrums un tā mērīšanas metodes.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums.
Gaisma izplatās taisnā līnijā viendabīgā vidē.
Sija– daļa no taisnas līnijas, kas norāda gaismas izplatīšanās virzienu. Stara jēdzienu ieviesa Eiklīds (ģeometriskā jeb staru optika ir optikas nozare, kas pēta gaismas izplatīšanās likumus, balstoties uz stara jēdzienu, neņemot vērā gaismas dabu).
Gaismas izplatīšanās taisnums izskaidro ēnu un pusumbras veidošanos.
Kad avota izmērs ir mazs (avots atrodas tādā attālumā, ar kuru var neņemt vērā avota izmēru), tiek iegūta tikai ēna (telpas reģions, kurā neietilpst gaisma).
Ja gaismas avots ir liels (vai ja avots atrodas tuvu objektam), tiek izveidotas neasas ēnas (umbra un pusumbra).
Astronomijā - aptumsumu skaidrojums.
Gaismas stari izplatās neatkarīgi viens no otra. Piemēram, izlaižot vienu caur otru, tie neietekmē savstarpējo izplatīšanos.
Gaismas stari ir atgriezeniski, i., ja apmainīsiet gaismas avotu un attēlu, kas iegūts, izmantojot optiskā sistēma, tad staru gaita nemainīsies.
Gaismas ātrums un tā mērīšanas metodes.
Pirmos priekšlikumus izvirzīja Galileo: divu kalnu virsotnēs tika uzstādīta laterna un spogulis; Zinot attālumu starp kalniem un izmērot izplatīšanās laiku, varat aprēķināt gaismas ātrumu.
Astronomiskā metode gaismas ātruma mērīšanai
Pirmo reizi to veica dānis Olafs Rēmers 1676. gadā. Kad Zeme pienāca ļoti tuvu Jupiteram (no attāluma L 1), laika intervāls starp divām satelīta Io parādībām izrādījās 42 stundas 28 minūtes; Kad Zeme attālinājās no Jupitera? L 2, satelīts sāka parādīties no Jupitera ēnas 22 minūtes. vēlāk. Rēmera skaidrojums: šī kavēšanās rodas tāpēc, ka gaisma pārvietojas papildu attālumu ? l= l 2 – l 1 .
Laboratorijas metode gaismas ātruma mērīšana
Fizeau metode(1849). Gaisma nokrīt uz caurspīdīgas plāksnes un tiek atspoguļota, kad tā iet cauri rotējošam zobratam. No spoguļa atstarotais stars var sasniegt novērotāju, tikai izejot starp zobiem. Ja zināt zobrata griešanās ātrumu, attālumu starp zobiem un attālumu starp riteni un spoguli, varat aprēķināt gaismas ātrumu.
Fuko metode– zobrata vietā rotējoša spoguļa astoņstūra prizma.
s=313 000 km/s.
Šobrīd mehānisko dalītāju vietā gaismas plūsma tiek izmantoti optoelektroniskie (Kerr cell - kristāls, kura optiskā caurspīdīgums mainās atkarībā no elektriskā sprieguma lieluma).
Varat izmērīt viļņa svārstību frekvenci un neatkarīgi viļņa garumu (īpaši ērti radio diapazonā) un pēc tam aprēķināt gaismas ātrumu, izmantojot formulu.
Pēc mūsdienu datiem, vakuumā s=(299792456,2 ± 0,8) m/s.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likuma piemērošana.? Camera obscura
A. Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums: vēsture, formulējums, pielietojums.
1. Ēnas un pustumsas veidošanās;
2. Saules aptumsums;
3. Mēness aptumsums.
"Camera Obscura"
Kamera obscura ir tumša telpa (kaste) ar nelielu caurumu vienā no tās sienām, caur kuru telpā iekļūst gaisma, kā rezultātā kļūst iespējams iegūt ārējo objektu attēlus.
Laiks, kad kamera obscura tika izgudrota un kam piederēja šī ideja, nav precīzi zināms.
Camera obscura pieminēšana aizsākās 5. gadsimtā pirms mūsu ēras. e. — Ķīniešu filozofs Mi Ti aprakstīja attēla parādīšanos uz aptumšotas istabas sienas. Pieminējumi par camera obscura atrodami arī Aristotelī.
10. gadsimta arābu fiziķis un matemātiķis Ibn Al-Haitham (Alhazen), pētot camera obscura, secināja, ka gaismas izplatīšanās ir lineāra. Visticamāk, Leonardo da Vinči bija pirmais, kurš izmantoja camera obscura skicēšanai no dabas.
1686. gadā Johannes Zahn izstrādāja pārnēsājamu camera obscura, kas aprīkota ar 45° spoguli, kas projicēja attēlu uz matētas, horizontālas plāksnes, ļaujot māksliniekiem pārcelt ainavas uz papīra.
Caurumu kameru izstrādei bija divi ceļi. Pirmais virziens ir portatīvo kameru izveide.
Daudzi mākslinieki izmantoja camera obscura, veidojot savus darbus – ainavas, portretus un ikdienas skices. Camera obscura tajā laikā bija lielas kastes ar spoguļu sistēmu gaismas novirzīšanai.
Bieži vien vienkārša cauruma vietā tika izmantots objektīvs, kas ļāva ievērojami palielināt attēla spilgtumu un asumu.
Attīstoties optikai, lēcas kļuva sarežģītākas, un pēc gaismjutīgu materiālu izgudrošanas caurumu kameras kļuva par kamerām.
Otrs virziens pinhole kameru attīstībā ir īpašu telpu izveide.
Iepriekš un tagad šādas telpas tiek izmantotas izklaidei un izglītībai.
Tomēr arī mūsdienās daži fotogrāfi izmanto t.s. steno?py» - kameras ar nelielu caurumu objektīva vietā. Ar šādu kameru palīdzību iegūtie attēli izceļas ar unikālu mīkstu rakstu, ideālu lineāro perspektīvu un lielu lauka dziļumu.
Kameras tiek uzstādītas uz jumtiem un projicē skatu no tiem uz šādām “plāksnēm”.
Skatīt dokumenta saturu
"Mēness un Saules aptumsumi"
Mēness un Saules aptumsumi.
Kad Mēness, pārvietojoties pa zemi, pilnībā vai daļēji aizsedz Sauli, notiek Saules aptumsums. Pilnīga Saules aptumsuma laikā Mēness pārklāj visu Saules disku (tas iespējams, pateicoties tam, ka Mēness un Zemes šķietamie diametri ir vienādi). No šiem punktiem var novērot pilnīgu saules aptumsumu zemes virsma, kur iet pilna fāzes josla. Abās kopējās fāzes joslas pusēs notiek daļējs Saules aptumsums, kura laikā Mēness aizsedz nevis visu Saules disku, bet tikai daļu no tā.
Daļējs Saules aptumsums tiek novērots no tām vietām uz zemes virsmas, kas aptver Mēness pustumsas atšķirīgo konusu.
Pilns Saules aptumsums, ko varēja novērot no Krievijas teritorijas, notika 1997. gada 9. martā (Austrumu Sibīrijā). Biežāk gadā ir 2 Saules un 2 Mēness aptumsumi. 1982. gadā bija 7 aptumsumi – 4 daļēji Saules un 3 pilni Mēness.
Ne katram jaunam mēnesim var būt Saules aptumsums, jo plakne, kurā Mēness pārvietojas ap Zemi, ir slīpa pret ekliptikas (Saules kustības) plakni aptuveni piecu grādu leņķī. Maskavā nākamais pilnais Saules aptumsums būs novērojams 2126. gada 16. oktobrī. Pilns saules aptumsums parasti ilgst 2-3 minūtes. 1999. gadā 11. augustā pilns Saules aptumsums šķērsoja Krimu un Aizkaukāzu.
Saules aptumsumi pierāda gaismas lineāro izplatīšanos.
Ja Mēness, riņķojot ap Zemi, iekrīt Zemes ēnā, tad tiek novērots Mēness aptumsums. Pilnas laikā mēness aptumsums Mēness Mēness disks paliek redzams, taču tas iegūst ierasto tumši sarkano nokrāsu. Šī parādība ir izskaidrojama ar staru laušanu iekšā zemes atmosfēra. Zemes atmosfērā laužoties, saules starojums iekļūst zemes ēnu konusā un apgaismo Mēnesi.
Pilns Saules aptumsums tiks novērots Zemes ēnu reģionā. Ap ēnu uz Zemes būs pustumsas apgabals. Šajā vietā uz Zemes tiks novērots daļējs Saules aptumsums.
Pilnīga saules aptumsuma laikā ātri satumst. Gaisa temperatūra pazeminās, parādās pat rasa, un debesīs redzams melnais Saules disks, kuram apkārt mirdz pērlpelēks vainags.
Agrāk neparasts izskats Mēness un saule aptumsumu laikā šausmināja cilvēkus. Priesteri, zinot par šo parādību atkārtošanos, izmantoja tās cilvēku pakļautībā un iebiedēšanā, piedēvējot aptumsumus pārdabiskiem spēkiem.
Dienas gaisma kļūst tik vāja, ka dažreiz var redzēt debesīs spožas zvaigznes un planētas. Daudzi augi saritina lapas.
Sniedziet rakstiskas atbildes uz jautājumiem:
1. Izvēlieties no sniegtajiem atbilžu variantiem, kuras Zemes un Mēness kustības jūs zināt?
Zeme pārvietojas ap savu asi un ap Sauli.
Mēness griežas tikai ap savu asi.
Mēness griežas ap Zemi un tās asi.
Mēness un Zeme griežas tikai ap Sauli.
2. Ja Mēness kustības laikā atrodas starp Zemi un Sauli, tad tas metīs ēnu uz Zemi. Turpiniet saules staru ceļu un ieskicējiet ēnu un pustālās zonas veidošanos.
4. Izpēti saņemto zīmējumu un paskaidro, kāpēc bez ēnas veidojas arī pustumsa.
5. Atrodiet atšķirību starp pilnīgu un daļēju saules aptumsumu (izmantojiet saņemto diagrammu).
6. Ko cilvēks var redzēt uz zemes, atrodoties pilna Saules aptumsuma zonā?
7. Pamatojoties uz iepriekšējām atbildēm, pabeidz domu: “Saules aptumsums notiek, kad. »
8. Kāds gaismas izplatīšanās modelis izskaidro Saules aptumsumus?
Skatīt prezentācijas saturu
"Nodarbība Nr. 2"
“Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likuma pielietojums. Camera obscura"
Ak gaisma! Tu esi brīnumu brīnums un raisi interesi. Vairāk nekā vienu reizi jūs nodarbināsit cilvēku prātus ar savu teoriju.
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums:
Gaismas taisnvirziena izplatīšanās likums pirmo reizi tika formulēts 3. gadsimtā. BC sengrieķu zinātnieks Eiklīds. Ar gaismas izplatīšanās taisnumu viņš domāja gaismas staru taisnumu. Pats Eiklīds gan identificēja gaismas starus ar “vizuālajiem stariem”, kas it kā iznāca no cilvēka acīm, un objektu “sajūtas” rezultātā ļāva tos saskatīt. gadā šis viedoklis bija diezgan izplatīts senā pasaule. Taču jau Aristotelis jautāja: "Ja redze būtu atkarīga no gaismas, kas nāk no acīm, piemēram, no laternas, tad kāpēc gan mēs neredzētu tumsā?" Tagad mēs zinām, ka nav “vizuālo staru”, un mēs redzam nevis tāpēc, ka daži stari izplūst no mūsu acīm, bet gan gluži pretēji, jo gaisma no dažādiem objektiem nonāk mūsu acīs.
Gaisma izplatās telpā taisnā līnijā .
Zem gaismas stara mūsdienu fizika saprast diezgan šauru gaismas staru kūli, kuru reģionā, kurā tiek pētīta tā izplatīšanās, var uzskatīt par neatšķirīgu. Šis fiziskais gaismas stars . Ir arī matemātiskais (ģeometriskais) stars — šī ir līnija, pa kuru pārvietojas gaisma. Šo koncepciju mēs izmantosim.
Tā kā gaisma virzās pa taisnu līniju, tad, saskaroties ar necaurspīdīgiem objektiem, veidojas ēna. Apgabalu, kurā gaisma neieplūst, sauc par ēnu. Ja gaismas avots ir mazs, objekta radītajai ēnai ir skaidras kontūras, ja tā ir liela, ēnas ir izplūdušas. Pāreju no gaismas uz ēnu sauc par pusi: Šeit sasniedz tikai daļa izstarotās gaismas.
Laboratorijas darbs: “Ēnu un pustumsas veidošanās”
Mērķis: uzziniet, kā uz ekrāna iegūt ēnu un pustumsu.
Aprīkojums: 2 sveces, bumbiņa uz statīva vai jebkurš necaurspīdīgs korpuss; ekrāns; vairāki dažādi ģeometriski ķermeņi.
1. Novietojiet sveces attālumā
5-7 centimetri viens no otra. viņu priekšā
novieto bumbu. Novietojiet to aiz bumbas
2. Aizdedziet sveci. Uz ekrāna
ir redzama skaidra bumbas ēna.
3. Ja tagad iedegsi otro lampu,
ekrānā ir redzamas ēnas un puskrāsas.
Mēness un Saules aptumsums
Kozmai Prutkovai ir aforisms: “Ja tev jautā: kas ir noderīgāks, Saule vai mēnesis? - atbilde: mēnesis. Jo saule spīd dienā, kad jau gaišs, un mēnesis spīd naktī.” Vai Kozmai Prutkovai ir taisnība? Kāpēc?
Nosauciet gaismas avotus, kurus esat kādreiz izmantojis lasīšanas laikā.
Kāpēc autovadītāji, satiekot automašīnas naktī, pārslēdz priekšējos lukturus no tālās uz tuvajām gaismām?
Uzkarsēts gludeklis un dedzināšana svece ir starojuma avoti. Kā šo ierīču radītais starojums atšķiras viens no otra?
No sengrieķu leģendas par Perseju: “Tālāk par bultas lidojumu bija briesmonis, kad Persejs lidoja augstu gaisā. Viņa ēna iekrita jūrā, un brīnums steidzās ar niknumu — vische uz varoņa ēnas. Persejs no augšas drosmīgi metās pie briesmoņa un iegrūda savu izliekto zobenu dziļi mugurā.
Kas ir ēna un kādi fizikālie likumi izskaidro tās veidošanos?
Karsta bumba, zelta
Nosūtīs kosmosā milzīgu staru,
Un garš tumšas ēnas konuss
Vēl viena bumba tiks iemesta kosmosā.
Kāda gaismas īpašība ir atspoguļota šajā A. Bloka dzejolī? Par kādu fenomenu dzejolī tiek runāts?
Camera obscura sauc par tumšu telpu (kastīti) ar nelielu caurumu vienā no tās sienām, caur kuru telpā iekļūst gaisma, kā rezultātā kļūst iespējams iegūt ārējo objektu attēlus.
Ņemsim sērkociņu kastīte, vidū izveido nelielu caurumu pusmilimetra diametrā, kastes apakšā novieto fotopapīru vai fotofilmu kamerai (neatsedzot) un, pavēršot objektīvu uz ielu, atstāj uz četrām stundām. Atvērsim to un paskatīsimies, kas notiks. Stari krīt uz objektu, atstarojas no tā, iziet cauri kameras obscura caurumam un tiek ierakstīti uz fotopapīra. Jo mazāks ir caurums, jo mazāk svešu staru no katra objekta punkta varēs iziet cauri tai un parādīties uz fotopapīra. Līdz ar to, jo skaidrāks būs attēlotā objekta attēls. Un, ja caurums ir liels, fotoattēlu izdruka nedarbosies - papīrs vienkārši spīdēs. Ar nedaudz izsmalcinātāku un palielinātu kameras kastīti fotogrāfiju izdrukas būs skaidrākas un lielāka izmēra. Un jūs varat to sarežģīt šādi: paņemiet kastīti lieli izmēri, sienas centrā, kur atradīsies caurums, izgrieziet apmēram 2-3 cm taisnstūri, piestipriniet tā vietā foliju ar lenti, iepriekš izveidojot tajā kārtīgu caurumu. Novietojiet plēvi kastes iekšpusē, atverei pretējā pusē. Vēl vienkāršāk ir paņemt vecu kameru, noskrūvēt no tās objektīvu, aizklāt caurumu ar melnu papīru vai foliju un izveidot tajā nelielu caurumu. Vienkārši neaizmirstiet noņemt slēģu aizkaru, lai gaisma varētu nonākt plēvē.
- Izpildīt laboratorijas darbi atsevišķā piezīmju grāmatiņā ar gaismas stara konstrukciju un ēnas un pustālās zonas veidošanos.
- Sūtīt līdz e-pasts atbildes uz jautājumiem par tēmu “Saules un Mēness aptumsumi”.
- Nosūtiet pa e-pastu savas atbildes uz Pārbaudi sevi jautājumiem.
- Izveidojiet camera obscura.
Apskatīsim vēl vienu eksperimentālu gaismas taisnās izplatīšanās likuma apstiprinājumu. Veiksim dažus eksperimentus.
Par gaismas avotu ņemsim parasto spuldzīti. Pa labi no tā mēs pakarināsim bumbu uz pavediena. Veicot eksperimentu tumšā telpā, mēs varam viegli redzēt bumbiņas ēnu uz ekrāna. Turklāt telpā pa labi no bumbas būs noteikta zona, kurā gaismas stari (gaismas enerģija) neiekļūst. Šo vietu sauc par ēnu zonu.
Tagad izmantosim spuldzi ar baltu stikla balonu. Mēs redzēsim, ka bumbas ēnu tagad ieskauj pustumsa. Un telpā pa labi no bumbas ir gan ēnu apgabals, kurā gaismas stari nemaz neiekļūst, gan pusumbras apgabals, kurā iekļūst tikai daži lampas izstarotie stari.
Kāpēc radās pustumsa? Pirmajā eksperimentā gaismas avots bija lampas spirāle. Tam bija mazi (saka: niecīgi) izmēri, salīdzinot ar attālumu līdz bumbiņai. Tāpēc mēs varam uzskatīt spirāli par punktveida gaismas avotu. Otrajā eksperimentā gaisma tika izstarota no baltas lampas spuldzes. Tā izmēru, salīdzinot ar attālumu līdz bumbiņai, vairs nevar atstāt novārtā. Tāpēc mēs uzskatīsim balonu par paplašinātu gaismas avotu. Stari izplūst no katra tā punkta, no kuriem daži iekrīt pusumbra reģionā.
Tātad abi fiziskas parādības– ēnu veidošanās un pustumsas veidošanās ir gaismas taisnās izplatīšanās likuma eksperimentāls apstiprinājums.