Побудувати зображення предмета у дзеркалі. A

Якщо поверхня дзеркала, що відбиває, є плоскою, то воно відноситься до типу плоских дзеркал. Світло завжди відбивається від плоского дзеркала без розсіювання за законами геометричної оптики:

• Кут падіння дорівнює кутувідображення.
• Падаючий промінь, відбитий промінь та нормаль до поверхні дзеркала в точці падіння лежать в одній площині.

Слід пам'ятати, що у скляного дзеркала поверхня, що відображає (зазвичай тонкий шар алюмінію або срібла), поміщається на його задній стороні. Її вкривають захисним шаром. Це означає, що хоча основне відображене зображення формується на цій поверхні, світло також відображатиметься і від передньої поверхні скла. Утворюється вторинне зображення, яке набагато слабше основного. Воно, як правило, невидимо в повсякденному житті, але створює серйозні проблемиу сфері астрономії. З цієї причини всі астрономічні дзеркала мають поверхню, що відбиває, нанесену на передню сторону скла.

Типи зображень

Існує два типи зображень: дійсне та уявне.

Справжнє формується на плівці відеокамери, фотоапарата чи сітківці ока. Світлові промені проходять через лінзу або об'єктив, сходяться, падаючи на поверхню, і на своєму перетині утворюють зображення.

Уявне (віртуальне) виходить, коли промені, відбиваючись від поверхні, утворюють розбіжну систему. Якщо добудувати продовження променів у протилежний бік, то вони обов'язково перетнуться у певній (уявній) точці. Саме з таких точок формується уявне зображення, яке неможливо зареєструвати без використання плоского дзеркала чи інших оптичних приладів (лупи, мікроскопа чи бінокля).

Зображення в плоскому дзеркалі: властивості та алгоритм побудови

Для реального об'єкта зображення, отримане за допомогою плоского дзеркала, є:

• уявним;
• прямим (не перевернутим);
• розміри зображення дорівнюють розмірам об'єкта;
• зображення знаходиться на такій відстані за дзеркалом, як об'єкт перед ним.

Побудуємо зображення деякого об'єкта у плоскому дзеркалі.

Скористайтеся властивостями уявного зображення у плоскому дзеркалі. Намалюємо зображення червоної стрілки з іншого боку дзеркала. Відстань А дорівнює відстані, а зображення має той же розмір, що і об'єкт.

Уявне зображення виходить на перетині продовження відбитих променів. Зобразимо світлові промені, що йдуть від уявної червоної стрілки до ока. Покажемо, що промені уявні, намалювавши їх пунктиром. Безперервні лінії, які від поверхні дзеркала, показують шлях відбитих променів.

Проведемо від об'єкта прямі лінії точки відбиття променів лежить на поверхні дзеркала. Враховуємо, що кут падіння дорівнює куту відбиття.

Плоскі дзеркала використовуються в багатьох оптичних приладів. Наприклад, у перископі, плоскому телескопі, графопроекторі, секстанті та калейдоскопі. Стоматологічне дзеркало для огляду ротової порожнини теж плоске.

Побудова зображень у сферичних дзеркалах

Для того, щоб побудувати зображення будь-якого точкового джерела світла у сферичному дзеркалі, достатньо побудувати хід будь-яких двох променів, що виходять з цього джерела і відображені від дзеркала. Точка перетину самих відбитих променів дасть дійсне зображення джерела, а точка перетину продовжень відбитих променів – уявне.

Характерні промені.Для побудови зображень у сферичних дзеркалах зручно користуватися певними характернимипроменями, хід яких легко збудувати.

1. Промінь 1 , що падає на дзеркало паралельно головній оптичній осі, відбившись, проходить через головний фокус дзеркала у увігнутому дзеркалі (рис. 3.6, а); в опуклим дзеркалічерез головний фокус проходить продовження відбитого променя 1 ¢ (рис. 3.6, б).

2. Промінь 2 , що проходить через головний фокус увігнутого дзеркала, відбившись, йде паралельно головній оптичній осі - промінь 2 ¢ (рис. 3.7, а). Промінь 2 , що падає на опукле дзеркало так, що його продовження проходить через головний фокус дзеркала, відбившись, також йде паралельно головній оптичній осі - промінь 2 ¢ (рис. 3.7, б).

Рис. 3.7

3. Розглянемо промінь 3 , що проходить через центрувігнутого дзеркала – крапку Про(Рис. 3.8, а) і промінь 3 , що падає на опукле дзеркало так, що його продовження проходить через центр дзеркала – точку Про(Рис. 3.8, б). Як ми знаємо з геометрії, радіус кола перпендикулярний до кола в точці торкання, тому промені 3 на рис. 3.8 падають на дзеркала під прямим кутом, тобто кути падіння цих променів дорівнюють нулю. Отже, відбиті промені 3 ¢ в обох випадках збігаються з падаючими.

Рис. 3.8

4. Промінь 4 , що проходить через полюсдзеркала – точку Р, відбивається симетрично щодо головної оптичної осі (промені 4¢на рис. 3.9), оскільки кут падіння дорівнює куту відбиття.

Рис. 3.9

СТОП! Вирішіть самостійно: А2, А5.

Читач:Якось я взяв звичайну столову ложку і спробував розглянути своє зображення. Зображення я побачив, але виявилося, що якщо дивитися на опуклучастина ложки, то зображення пряме, а якщо на увігнуту,то перевернуте. Цікаво, чому це так? Адже ложку, на мою думку, можна розглядати як деяку подобу сферичного дзеркала.

Завдання 3.1.Побудуйте зображення невеликих вертикальних відрізків однакової довжиниу увігнутому дзеркалі (рис. 3.10). Фокусна відстань задано. Вважається відомим, що зображення невеликих прямолінійних відрізків, перпендикулярних головній оптичній осі, у сферичному дзеркалі є також невеликими прямолінійними відрізками, перпендикулярними до головної оптичної осі.

Рішення.

1. Випадок а.Зауважимо, що в даному випадкувсі предмети знаходяться перед основним фокусом увігнутого дзеркала.

Рис. 3.11

Будуватимемо зображення лише верхніх точок наших відрізків. Для цього проведемо через усі верхні точки: А, Уі Зодин спільний промінь 1 , паралельний головній оптичній осі (рис. 3.11) Відбитий промінь 1 F 1 .

Тепер із точок А, Уі Зпустимо промені 2 , 3 і 4 через головний фокус дзеркала. Відбиті промені 2 ¢, 3 ¢ та 4 ¢ підуть паралельно головній оптичній осі.

Точки перетину променів 2 ¢, 3 ¢ та 4 ¢ з променем 1 ¢ є зображеннями точок А, Уі З. Це точки А¢, У¢ та З¢ на рис. 3.11.

Щоб отримати зображення відрізківдостатньо опустити з крапок А¢, У¢ та З¢ перпендикуляри на головну оптичну вісь.

Як видно із рис. 3.11, всі зображення вийшли дійснимиі переверненими.

Читач: А що означає – дійсними?

Автор: Зображення предметів буває дійснимі уявним. З уявним зображенням ми вже познайомилися, коли вивчали плоске дзеркало: уявне зображення точкового джерела – це точка, в якій перетинаються продовженнявідбитих від дзеркала променів. Справжнє зображення точкового джерела – це точка, в якій перетинаються самівідбиті від дзеркала промені.

Зауважимо, що чим далізнаходився предмет від дзеркала, тим меншимвийшло його зображення і тим ближчеце зображення до фокус дзеркала.Зауважимо також, що зображення відрізка, нижня точка якого збігалася з центромдзеркала – крапкою Про, вийшло симетричнимпредмета щодо головної оптичної осі.

Сподіваюся, тепер Вам зрозуміло, чому, розглядаючи своє відображення у увігнутій поверхні столової ложки, Ви побачили себе зменшеним і перевернутим: предмет (Ваше обличчя) знаходилося явно передголовним фокусом увігнутого дзеркала.

2. Випадок б.У цьому випадку предмети знаходяться міжголовним фокусом та поверхнею дзеркала.

Перший промінь – промінь 1 , як і у випадку а, пустимо через верхні точки відрізків – точки Аі У 1 ¢ пройде через головний фокус дзеркала – точку F 1 (рис. 3.12).

Тепер скористаємося променями 2 і 3 , що виходять з точок Аі Уі проходять через полюсдзеркала – точку Р. Відбиті промені 2 ¢ та 3 ¢ складають з головною оптичною віссю ті ж кути, що і падаючі промені.

Як видно із рис. 3.12, відбиті промені 2 ¢ та 3 ¢ не перетинаютьсяз відбитим променем 1 ¢. Значить, дійснихзображень у цьому випадку ні. Зате продовженнявідбитих променів 2 ¢ та 3 ¢ перетинаються з продовженнямвідбитого променя 1 ¢ у точках А¢ та У¢ за дзеркалом, утворюючи уявнізображення точок Аі У.

Опустивши перпендикуляри з крапок А¢ та У¢ на головну оптичну вісь отримаємо зображення наших відрізків.

Як видно із рис. 3.12 зображення відрізків вийшли прямимиі збільшеними, причому чим ближчепредмет до головного фокусу, тим більшейого зображення і тим даліце зображення від дзеркала.

СТОП! Вирішіть самостійно: А3, А4.

Завдання 3.2.Побудуйте зображення двох невеликих однакових вертикальних відрізків у випуклому дзеркалі (рис. 3.13).

Рис. 3.13 Мал. 3.14

Рішення.Пустимо промінь 1 через верхні точки відрізків Аі Упаралельно головній оптичній осі. Відбитий промінь 1 ¢ піде так, що його продовження перетне головний фокус дзеркала – точку F 2 (рис. 3.14).

Тепер пустимо на дзеркало промені 2 і 3 з точок Аі Утак, щоб продовження цих променів проходили через центрдзеркала – точку Про. Ці промені відіб'ються так, що відбиті промені 2 ¢ та 3 ¢ збігатимуться з падаючими променями.

Як бачимо із рис. 3.14, відбитий промінь 1 ¢ не перетинаєтьсяз відбитими променями 2 ¢ та 3 ¢. Значить, дійснихзображень точок Аі В ні. Зате продовженнявідбитого променя 1 ¢ перетинається з продовженнямивідбитих променів 2 ¢ та 3 ¢ у точках А¢ та У¢. Отже, точки А¢ та У¢ – уявнізображення точок Аі У.

Для побудови зображень відрізківопустимо перпендикуляри з крапок А¢ та У¢ на головну оптичну вісь. Як видно із рис. 3.14 зображення відрізків вийшли прямимиі зменшеними.Причому чим ближчепредмет до дзеркала, тим більшейого зображення і тим ближчевоно до дзеркала. Однак навіть дуже віддалений предмет не може дати зображення, віддалене від дзеркала далі головного фокусу дзеркала.

Сподіваюся, тепер зрозуміло, чому, розглядаючи своє відображення у опуклій поверхні ложки, ви бачили себе зменшеним, але не перевернутим.

СТОП! Вирішіть самостійно: А6.

Уявне зображення предмета (ми не можемо за дзеркалом помістити фотопластинку та зареєструвати його). Це ви, а в дзеркалі не ви, а ваше зображення. Чим вони відрізняються?

Демонстрація зі свічками та плоским дзеркалом. На тлі чорного екрана вертикально встановлюється шматок скла. Перед склом та за ним на однакових відстанях розміщують електричні лампи (свічки) на стійках. Якщо одна горить, то здається, що горить інша.

Відстань від предмета до плоского дзеркала ( d) і від дзеркала до зображення предмета ( f) рівні: d = f. Рівність розмірів предмет та зображення. Область бачення предмета(Показати на кресленні).

"Ні, вас ніхто, Дзеркала, не осмислив, В душу ніхто до вас ще не проник".

"Двоє дивляться вниз, один бачить калюжу, інший - відбиті у ній зірки".

Довженка

Випуклі та увігнуті дзеркала(Демонстрація з ФОС-67 і сталевою лінійкою). Побудова зображення предмета у випуклому дзеркалі. Застосування сферичних дзеркал: автомобільні фари (як остяки ловлять рибу), дзеркала бічних автомобілів, геліостанції, супутникові антени.

IV. Завдання:

1. Плоске дзеркало та деякий предмет АВ розташовані так, як показано на малюнку. Де має бути око спостерігача, щоб зображення предмета у дзеркалі було видно цілком?

2. Сонячні променіскладають із горизонтом кут 62 0 . Як треба розмістити плоске дзеркало по відношенню до землі, щоб направити промені горизонтально? (Розглянути всі 4 випадки).

3. Лампочка настільної лампи знаходиться на відстані 0,6 м від поверхні столу та на відстані 1,8 м від стелі. На столі лежить уламок плоского дзеркала у формі трикутника зі сторонами 5 см, 6 см і 7 ​​см. На якій відстані від стелі знаходиться зображення нитки розжарювання лампочки, що дається дзеркалом (джерело точкове)? Знайти форму та розміри "зайчика", отриманого від осколка дзеркала на стелі.

Запитання:

1. Чому в диму чи тумані промінь світла стає видимим?

2. Людина, що стоїть на березі озера, бачить на гладкої поверхніводи зображення Сонця. Як переміщатиметься це зображення при видаленні людини від озера?

3. Чи далеко від вас до зображення Сонця у плоскому дзеркалі?

4. Чи спостерігаються сутінки на Місяці?

5. Якщо поверхня води коливається, то зображення предметів (місяця та сонця) у воді також коливаються. Чому?

6. Як зміниться відстань між предметом та його зображенням у плоскому дзеркалі, якщо дзеркало перемістити у те місце, де було зображення?

7. Що чорніше: оксамит чи чорний шовк? Три роди військ мають чорні оксамитові погони: артилеристи (19 листопада 1942 р.), танкісти (Сталінград та Курська дуга), водія (Ладога).

8. Чи можна виміряти висоту хмар за допомогою потужного прожектора?

9. Чому непрозорий сніг та туман, хоча вода прозора?

10.

На який кут повернеться промінь, відбитий від плоского дзеркала, при повороті останнього на 30 0?

11. Скільки зображень джерела S0 можна побачити в системі плоских дзеркал М1 та М2? З якої області їх буде видно одночасно?

12. При якому положенні плоского дзеркала куля, що котиться прямолінійно по поверхні столу, здаватиметься в дзеркалі, що піднімається вертикально вгору?

13. Мальвіна розглядає своє зображення у маленьке дзеркало, але вона бачить лише частину особи. Чи побачить вона все обличчя цілком, якщо попросить Буратіно відійти з дзеркальцем подалі?

14. Чи завжди дзеркало «каже» правду?

15. Якось, пролітаючи над дзеркально рівною поверхнеюставка, Карлсон звернув увагу на те, що його швидкість щодо ставка в точності дорівнює його швидкості віддалення від свого зображення у воді. Під яким кутом до поверхні ставка летів Карлсон?

16. Запропонуйте спосіб вимірювання висоти об'єкта в тому випадку, якщо його основа доступна (недоступна).

17. При якому розмірі дзеркала сонячний зайчикматиме форму дзеркала, а за якого - форму диска Сонця?

§§ 64-66. Упр. 33,34. Завдання для повторення № 64 та № 65.

1. Виконайте модель перископа.

2. Крапка, що світиться, знаходиться між двома плоскими дзеркалами. Скільки зображень точки можна отримати, розташувавши дзеркала під кутом один до одного.

3. За допомогою настільної лампи, віддаленої від краю столу на 1,5 - 2 м і гребінця з рідкими зубами, отримайте на поверхні столу пучок паралельних променів. Поставивши на їхньому шляху дзеркало, перевірте закони відображення світла.

4. Якщо два прямокутні плоскі дзеркала, що утворюють прямий кут, поставити на третє дзеркало, то отримаємо оптичну систему, що складається з трьох взаємно перпендикулярних дзеркал - "катафот". Яким цікавою властивістювін має?

5. Іноді сонячний зайчик майже точно повторює форму дзеркала, яким його пускають, іноді тільки приблизно, а іноді зовсім не схожий формою на дзеркало. Від чого це залежить? За якого розміру дзеркала сонячний зайчик матиме форму дзеркала, а за якого - форму диска Сонця?

"З часу відродження наук, з самого їх виникнення, не було зроблено більш прекрасного відкриття, ніж відкриття законів, що управляють світлом, ...коли прозорі тіла змушують його змінювати свій шлях при їх перетині".

Мопертюї

Урок 61/11. ПРОЛАМЛЕННЯ СВІТЛА

МЕТА УРОКУ: На основі експериментів встановити закон заломлення світла та навчити учнів застосовувати його при вирішенні завдань.

ТИП УРОКУ: Комбінований.

ОБЛАДНАННЯ: Оптична шайба з приладдям, лазер ЛГ-209.

ПЛАН УРОКУ:

2. Опитування 10 хв

3. Пояснення 20 хв

4. Закріплення 10 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ. Опитування фундаментальне:

1. Закон відображення світла.

2. Побудова зображення у плоскому дзеркалі.

Завдання:

1. Потрібно висвітлити дно колодязя, направивши на нього сонячні промені. Як розташувати плоске дзеркало стосовно Землі, якщо промені Сонця падає під кутом 60° до горизонту?

2. Кут між падаючим та відбитим променями у 8 разів більше кутаміж падаючим променем та площиною дзеркала. Обчисліть кут падіння променя.

3.

Довге похило дзеркало стикається з горизонтальною підлогою і нахилено під кутом α до вертикалі. До дзеркала наближається школяр, очі якого розташовані на висоті від рівня землі. На якій максимальній відстані від нижнього краюдзеркала школяр побачить: а) зображення своїх очей; б) своє зображення повністю на весь зріст?

4. Два плоскі дзеркала утворюють кут α . Знайти кут відхилення δ світлового променя. Кут падіння променя на дзеркало М 1дорівнює φ .

Запитання:

1. При якому куті падіння променя на плоске дзеркало падаючий промінь і відбитий промінь збігаються?

2. Щоб побачити на весь зріст своє зображення в плоскому дзеркалі, його висота має бути не менше половини зростання людини. Доведіть це.

3. Чому вночі калюжа на дорозі здається водієві темною плямоюна світлому фоні?

4. Чи можна замість білого полотна (екрана) у кінотеатрах використовувати плоске дзеркало?

5. Чому тіні навіть за одного джерела світла ніколи не бувають зовсім темними?

6. Чому блищить сніг?

7. Чому добре видно фігури, намальовані на запітнілій шибці?

8. Чому блищить начищений чобіт?

9. Перед дзеркалом М встромлені дві шпильки А і В. У якому місці на штриховій лінії має бути око спостерігача, щоб зображення шпильок накладалися одне на одного?

10. У кімнаті на стіні висить плоске дзеркало. Експериментатор Глюк бачить у ньому слабко освітлений предмет. Чи може Глюк висвітлити цей предмет, направивши на його уявне зображення у дзеркалі світло ліхтарика?

11. Чому іноді класна дошкавідсвічує? За яких умов це явище спостерігатиметься?

12. Чому іноді вночі взимку над вуличними ліхтарями видно вертикальні світлові стовпи?

ІІІ. Заломлення світла на межі розділу двох прозорих середовищ . Демонстрація явища заломлення світла. Падаючий промінь і промінь заломлений, кут падіння і кут заломлення.

Заповнення таблиці:

Абсолютний показник заломлення середовища ( n) - показник заломлення даного середовища по відношенню до вакууму. Фізичний змістабсолютного показника заломлення: n = c/υ.

Абсолютні показники заломлення деяких середовищ: n пов.= 1,0003, = 1,33; n ст= 1,5 (крон) – 1,9 (флінт). Середа з великим показникомзаломлення називається оптично щільнішою.

Співвідношення між абсолютними показникамизаломлення двох середовищ та їх відносним показникомзаломлення: n 21 = n 2 /n 1.

Заломленням зумовлений цілий рядоптичних ілюзій: глибина водоймища (пояснення малюнком), злам олівця в склянці з водою (демонстрація), короткі ноги у купальниці у воді, міражі (на асфальті).

Хід променів через плоскопаралельну скляну пластинку (демонстрація).

IV. Завдання:

1. Промінь переходить із води в скло-флінт. Кут падіння дорівнює 35 °. Знайти кут заломлення.

2. На який кут відхилиться промінь, впавши під кутом 45° на поверхню скла (крон), на поверхню алмазу?

3. Водолаз, перебуваючи під водою, визначив, що спрямування на Сонце становить з вертикаллю кут 45°. Знайдіть справжнє становище Сонця щодо вертикалі?

Запитання:

1. Чому комок снігу, що потрапив у воду, стає невидимим?

2. Людина стоїть до пояса у воді на горизонтальному дні басейну. Чому йому здається, що він стоїть у поглибленні?

3. У ранкові та надвечірні години відображення Сонця в спокійній воді сліпить очі, а опівдні його можна розглянути, не щурячись. Чому?

4. У якій матеріальному середовищісвітло поширюється із найбільшою швидкістю?

5. У якому середовищі промені світла можуть бути криволінійними?

6. Якщо поверхня води не зовсім спокійна, то предмети, що лежать на дні, здаються такими, що коливаються. Поясніть явище.

7. Чому не видно очей людини у темних окулярах, хоча сама людина через такі окуляри бачить досить добре?

§ 67. Кер. 36 Завдання для повторення № 56 та №57.

1. За допомогою настільної лампи віддаленої від краю столу на 1,5 - 2 м і гребінця з рідкими зубами, отримайте на поверхні столу пучок паралельних променів. Поставивши на їхньому шляху склянку з водою, трикутну призму, опишіть явища та визначте показник заломлення скла.

2. Якщо банку з-під кави поставити на білу поверхню і швидко налити в неї окропу, можна побачити, дивлячись зверху, що чорна зовнішня стінка стала блискучою. Поспостерігайте та поясніть явище

3. Спробуйте спостерігати міражі за допомогою гарячої праски.

4. За допомогою циркуля та лінійки збудуйте хід заломленого променя в середовищі з показником заломлення 1,5 при відомому вугіллі падіння.

5. Візьміть прозоре блюдце, наповніть його водою і поставте на сторінку розкритої книги. Потім за допомогою піпетки додавайте в блюдце молоко, помішуючи його доти, поки через дно блюдця вже неможливо буде розглянути слова на сторінці. Якщо тепер розчин додавати цукровий пісок, то при деякої його концентрації розчин знову стане прозорим. Чому?

"Виявивши заломлення світла, природно було поставити питання:

яке співвідношення між кутами падіння та заломлення?"

Л. Купер

Урок ПОВНЕ ВІДЗНАЧЕННЯ

МЕТА УРОКУ: Познайомити учнів із явищем повного внутрішнього відображеннята його практичними застосуваннями.

ТИП УРОКУ: Комбінований.

ОБЛАДНАННЯ: Оптична шайба з приладдям, лазер ЛГ-209 з приладдям.

ПЛАН УРОКУ:

1. Вступна частина 1-2 хв

2. Опитування 10 хв

3. Пояснення 20 хв

4. Закріплення 10 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ.Опитування фундаментальне:

1. Закон заломлення світла.

Завдання:

1. Промінь, відбитий поверхні скла з показником заломлення 1 , 7, утворює з заломленим променем прямий кут. Визначте кут падіння та кут заломлення.

2. Визначте швидкість світла у рідині, якщо при падінні променя на поверхню рідини з повітря під кутом 45 0 кут заломлення дорівнює 30 0 .

3. Пучок паралельних променів надає поверхню води під кутом 30°. Ширина пучка у повітрі 5 см. Знайти ширину пучка у воді.

4. Точкове джерело світла S розташоване на дні водойми глибиною 60 см. У деякій точці поверхні води переломлений промінь, що вийшов у повітря, виявляється перпендикулярним променю, відбитому від поверхні води. На якій відстані від джерела S промінь, відбитий від поверхні води, впаде на дно водоймища? Показник заломлення води 4/3.

Запитання:

1. Чому ґрунт, папір, дерево, пісок здаються темнішими, якщо вони змочені водою?

2. Чому, сидячи біля вогнища, ми бачимо предмети з іншого боку вогнища, що вагаються?

3. У яких випадках межа поділу двох прозорих середовищ невидима?

4. Два спостерігачі одночасно визначають висоту Сонця над обрієм, але один знаходиться під водою, а інший на повітрі. Для кого з них Сонце вище за горизонтом?

5. Чому справжня тривалість дня дещо більша за ту, яку дають астрономічні обчислення?

6. Побудуйте хід променя через плоскопаралельну пластинку, якщо її показник заломлення менше показниказаломлення довкілля.

ІІІ.Проходження світлового променя з оптично менш щільного середовища в оптично більш щільне середовище: n 2 > n 1 , sinα > sinγ.

Проходження світлового променя з оптично більш щільного середовища оптично менш щільне середовище: n 1 > n 2 , sinγ > sinα.

Висновок:Якщо світловий промінь переходить з оптично більш щільного в оптично менш щільне середовище, він відхиляється від перпендикуляра до межі розділу двох середовищ, відновленого з точки падіння променя. При деякому куті падіння, званому граничним, γ = 90°і світло у другу середу не проходить: sinα перед = n 21.

Спостереження повного внутрішнього відбиття. Граничний кут повного внутрішнього відбиття при переході світла зі скла в повітря. Демонстрація повного внутрішнього відображення на кордоні "скло-повітря" та вимірювання граничного кута; порівняння теоретичного та експериментального результату.

Зміна інтенсивності відбитого променя за зміни кута падіння. При повному внутрішньому відбитті від кордону відбивається 100% світла (ідеальне дзеркало).

Приклади повного внутрішнього відображення: ліхтар на дні річки, кристали, оборотна призма (демонстрація), світловод (демонстрація), фонтан, що світиться, веселка.

Чи можна зав'язати вузлом світловий промінь? Демонстрація з поліпропіленовою трубкою, заповненою водою та лазерною указкою. Використання повного відображення у волоконній оптиці. Передача інформації за допомогою лазера (Інформації передається в 10 6 разів більше, ніж за допомогою радіохвиль).

Хід променів у трикутній призмі: ; .

IV. Завдання:

1. Визначити граничний кут повного внутрішнього відображення для переходу світла з алмазу в повітря.

2. Промінь світла падає під кутом 30 0 до межі розділу двох середовищ і виходить під кутом 15 0 до цього кордону. Визначте граничний кут повного внутрішнього відбиття.

3. Світло падає на рівносторонню трикутну призму із крона під кутом 45° до однієї з граней. Обчисліть кут, під яким світло виходить із протилежної грані. Показник заломлення крона 1,5.

4. На одну з граней рівносторонньої скляної призми з показником заломлення 1,5 падає промінь світла, перпендикулярно до цієї грані. Обчисліть кут між цим променем та променем, який вийшов із призми.

Запитання:

1. Чому з мосту краще видно рибу, що плаває у річці, ніж із низького берега?

2. Чому Сонце та Місяць біля горизонту здаються овальними?

3. Чому блищать коштовне каміння?

4. Чому, коли їдеш по сильно розігрітому Сонцем шосе, то іноді здається, що бачиш на дорозі калюжі?

5. Чому чорна пластмасова кулька у воді здається дзеркальною?

6. Ловець перлів випускає на глибині з рота оливкову олію і відблиски на поверхні води зникають. Чому?

7. Чому град, що утворився в нижній частині хмари, темний, а у верхній частині - світлий?

8. Чому закопчена скляна пластинка у склянці з водою видається дзеркальною?

Конспект

1. Запропонуйте проект геліоконцентратора (сонячної печі), які бувають коробчасті, комбіновані, параболічні та з дзеркалом парасолькового вигляду.

"У цьому світі я знаю - немає рахунку скарбам".

Л. Мартинов

Урок 62/12. Лінза

МЕТА УРОКУ: Ввести поняття - "лінза". Познайомити учнів з різними типамилінз; навчити їх будувати зображення предметів у лінзі.

ТИП УРОКУ: Комбінований.

ОБЛАДНАННЯ: Оптична шайба з приладдям, набір лінз, свічка, лінзи на підставці, екран, діафільм "Побудова зображення у лінзах".

ПЛАН УРОКУ:

1. Вступна частина 1-2 хв

2. Опитування 15 хв

3. Пояснення 20 хв

4. Закріплення 5 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ.Опитування фундаментальне:

1. Заломлення світла.

2. Хід променів у плоско-паралельній скляній пластинці та трикутній призмі.

Завдання:

1. Яка здається глибина річки для людини, що дивиться на предмет, що лежить на дні, якщо кут, що складається променем зору з перпендикуляром до поверхні води, дорівнює 70 0 ? Глибина 2м.

2. У дно водоймища глибиною 2 м убита паля, що на 0,5 м виступає з води. Знайти довжину тіні від палі на дні водоймища при вугіллі падіння променів 30 0 .

3.

Промінь падає на плоскопаралельну скляну пластинку завтовшки 3 см під кутом 70°. Визначте усунення променя всередині платівки.

4. Промінь світла падає на систему з двох клинів з заломлюючим кутом 0,02 рад і показником заломлення 1,4 та 1,7 відповідно. Визначте кут відхилення променя такою системою.

5. Тонкий клин з кутом 0,02 рад при вершині виготовили зі скла з показником заломлення 1,5 та опустили в басейн з водою. Знайдіть кут відхилення променя, що розповсюджується у воді і проходить крізь клин.

Запитання:

1. Товче скло непрозоре, але якщо його залити водою, воно стає прозорим. Чому?

2. Чому уявне зображення предмета (наприклад, олівця) при тому самому освітленні у воді виходить менш яскравим, ніж у дзеркалі?

3. Чому баранці на гребенях морських хвильбілі?

4. Вкажіть подальший хідпроменя через трикутну скляну призму.

5. Що ви тепер знаєте про світло?

ІІІ.Застосовуватимемо основні закони геометричної оптики до конкретних фізичним об'єктам, Отримаємо формули-наслідки і з їх допомогою пояснимо принцип дії різних оптичних об'єктів.

Лінза - прозоре тіло, обмежене двома сферичними поверхнями(малюнок на дошці). Демонстрації лінз набору. Основні точки і лінії: центри та радіуси сферичних поверхонь, оптичний центр, оптична вісь, головна оптична вісь, головний фокус лінзи, що збирає, фокальна площина, фокусна відстань, оптична сила лінзи (демонстрації). Фокус - від латинського слова focus – вогнище, вогонь.

Збірна лінза ( F >0). Схематичне зображення лінзи, що збирає на малюнку. Побудова в лінзі зображення точки, що не лежать на головній оптичній осі. Чудові промені.

Як побудувати зображення точки в лінзі, що збирає, якщо ця точка лежить на головній оптичній осі?

Побудова зображення предмета в лінзі, що збирає (крайні точки).

Предмет розташований за подвійною фокусною відстанню лінзи, що збирає. Де і яке зображення предмета ми отримаємо (побудова зображення на дошці). Чи можна зафіксувати зображення на плівці? Так! Справжнє зображення предмета.

Де і яке зображення предмета ми отримаємо, якщо предмет розташований на подвійній фокусній відстані від лінзи, між фокусом і подвійним фокусом, у фокальній площині, між фокусом і лінзою.

Висновок: Збірна лінза може давати:

а) дійсне зменшене, збільшене або рівне предмету зображення; уявне збільшене зображення предмета.

Схематичне зображення лінз, що розсіюють, на малюнках ( F<0 ). Побудова зображення предмета в лінзі, що розсіює. Яке зображення предмета ми отримуємо в лінзі, що розсіює?

Запитання:Якщо ваш співрозмовник носить окуляри, то, як встановити, з якими лінзами ці окуляри - збирають чи розсіюють?

Історична довідка:Лінза А. Лавуазьє мала діаметр 120 см та товщину в середній частині 16 см, заповнювалась 130 л спирту. За її допомогою вдалося розплавити золото.

IV. Завдання:

1. Побудувати зображення предмета АВ у збираючій лінзі ( Рис.1).

2. На малюнку показано положення головної оптичної осі лінзи, точка, що світиться Ата її зображення ( Рис. 2). Знайдіть положення лінзи та побудуйте зображення предмета НД.

3. На малюнку показана лінза, що збирає, її головна оптична вісь, точка S, що світиться, і її зображення S " ( Рис. 3). Визначте побудовою фокуси лінзи.

4. На малюнку 4 штриховою лінією показана головна оптична вісь лінзи та перебіг довільного променя через неї. Побудовою знайдіть основні фокуси цієї лінзи.

Запитання:

1. Чи можна за допомогою лампочки і лінзи, що збирає, виготовити прожектор?

2. Як, використовуючи як джерело світла Сонце, визначити фокусну відстань лінзи?

3. З двох годинних шибок склеїли "опуклу лінзу". Як діятиме ця лінза на пучок променів у воді?

4. Чи можна за допомогою сокири на Північному полюсі запалити вогонь?

5. Чому у лінзи два фокуси, а у сферичного дзеркала лише один?

6. Чи побачимо ми зображення, якщо будемо дивитися через лінзу, що збирає, на предмет, поміщений у її фокальній площині?

7. На якій відстані потрібно поставити лінзу, що збирає від екрана, щоб його освітленість не змінилася?

§§ 68-70 Упр. 37 - 39. Завдання для повторення № 68 та № 69.

1. Заповніть порожню пляшку наполовину рідиною, що досліджується, і, поклавши горизонтально, виміряйте фокусну відстань цієї плоско-опуклої лінзи. Скориставшись відповідною формулою, знайдіть показник заломлення рідини.

"І полум'яний політ твого духу задовольняється зображеннями та подобами".

Гете

Урок 63/13. Формула лінзи

МЕТА УРОКУ: Вивести формулу лінзи і навчити учнів застосовувати її під час вирішення завдань.

ТИП УРОКУ: Комбінований.

ОБЛАДНАННЯ: Набір лінз і дзеркал, свічка або лампочка, білий екран, модель лінзи.

ПЛАН УРОКУ:

1. Вступна частина 1-2 хв

2. Опитування 10 хв

3. Пояснення 20 хв

4. Закріплення 10 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ.Опитування фундаментальне:

2. Побудова зображення предмета у лінзі.

Завдання:

1. Даний хід променя через лінзу (Рис. 1). Знайти побудову фокус.

2. Побудуйте зображення предмета АВ у лінзі, що збирає (Мал. 2).

3. На малюнку 3 показано положення головної оптичної осі лінзи, джерело Sта його зображення. Знайдіть положення лінзи та побудуйте зображення предмета АВ.

4. Знайти фокусну відстань двоопуклої лінзи з радіусом кривизни 30 см, виготовленої зі скла з показником заломлення 1,5. Чому дорівнює оптична сила лінзи?

5. Промінь світла падає на лінзу, що розсіює, під кутом 0,05 рад до головної оптичної осі і, переломившись в ній на відстані 2 см від оптичного центру лінзи, виходить під тим же кутом щодо головної оптичної осі. Знайдіть фокусну відстань лінзи.

Запитання:

1. Чи може плоско-опукла лінза розсіювати паралельні промені?

2. Як зміниться фокусна відстань лінзи, якщо температура її збільшиться?

3. Чим товщі двоопукла лінза в центрі в порівнянні з краями, тим коротше її фокусна відстань при заданому діаметрі. Поясніть.

4. Краї лінзи обрізали. Чи змінилася її фокусна відстань (довести побудовою)?

5. Побудуйте хід променя за розсіювальною лінзою ( Рис. 1)?

6. Точкове джерело знаходиться на головній оптичній осі лінзи, що збирає. В який бік зміститься зображення цього джерела, якщо лінзу повернути на деякий кут щодо осі, що лежить у площині лінзи та проходить через її оптичний центр?

Що можна визначити за допомогою формули лінзи? Експериментальний вимір фокусної відстані лінзи в сантиметрах (вимірювання dі f, обчислення F).

Модель лінзи та формула лінзи. Дослідити за допомогою формули лінзи та моделі лінзи всі випадки з демонстраціями. Результат у таблицю:

Г = 1/(d/F – 1). 1) d = F, Г→∞. 2) d = 2F, Г = 1. 3) d→∞, Г→0. 4) d = F, Р = - 2.

Якщо лінза розсіює, то куди ставити поперечину? Яким буде зображення предмета у цій лінзі?

Способи вимірювання фокусної відстані лінзи, що збирає:

1. Отримання зображення віддаленого предмета: , .

2. Якщо предмет у подвійному фокусі d = 2F, то d = f, а F = d/2.

3. За допомогою формули лінзи.

4. За допомогою формули .

5. З використанням плоского дзеркала.

Практичні застосування лінз: можна отримати збільшене дійсне зображення предмета (діапроектор), зменшене дійсне та сфотографувати його (фотоапарат), отримувати збільшене та зменшене зображення (телескоп та мікроскоп), фокусувати сонячні промені (геліостанція).

IV. Завдання:

1. За допомогою лінзи, фокусна відстань якої 20 см, отримано зображення предмета на екрані віддаленому від лінзи на 1 м. На якій відстані від лінзи знаходиться предмет? Яким буде зображення?

2. Відстань між предметом і екраном дорівнює 120 см. Де потрібно помістити лінзу, що збирає, з фокусною відстанню 25 см, щоб на екрані отримати чітке зображення предмета?

§ 71 Завдання 16

1. Запропонуйте проект вимірювача фокусної відстані лінз. Виміряйте фокусну відстань лінзи, що розсіює.

2. Виміряйте діаметр дроту, з якого виготовлена ​​спіраль у лампі розжарювання (лампа при цьому повинна залишатися цілою).

3. Крапля води на склі або водяна плівка, що затягує дротяну петлю, працюють як лінзи. Переконайтеся у цьому, розглядаючи крізь них крапки, дрібні предмети, літери.

4. За допомогою лінзи та лінійки, що збирає, виміряйте кутовий діаметр Сонця.

5. Як треба розмістити дві лінзи, одна з яких збирає, а інша розсіює, щоб пучок паралельних променів, пройшовши через обидві лінзи, залишився паралельним?

6. Розрахуйте фокусну відстань лабораторної лінзи, потім виміряйте його експериментально.

"Якщо людина розглядатиме літери або інші дрібні предмети за допомогою скла або іншого прозорого тіла, розташованого над літерами, і якщо це тіло буде кульовим сегментом, то літери здаються більше".

Роджер Бекон

Урок 64/14. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11: «ВИМІР ФОКУСНОЇ ВІДСТАНИ І ОПТИЧНОЇ СИЛИ ЗБІРАЮЧОЇ ЛІНЗИ».

МЕТА УРОКУ: Навчити учнів вимірювати фокусну відстань та оптичну силу збираючої лінзи.

ТИП УРОКУ: Лабораторна робота.

ОБЛАДНАННЯ: Збірна лінза, екран, лампочка на підставці з кільком-пачком (свічка), вимірювальна стрічка (лінійка), блок живлення, два дроти.

ПЛАН РОБОТИ:

1. Вступна частина 1-2 хв

2. Короткий інструктаж 5 хв

3. Виконання роботи 30 хв

4. Підбиття підсумків 5 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ.Фокусну відстань лінзи, що збирає, можна виміряти різними способами:

1. Виміряти відстань від предмета до лінзи та від лінзи до зображення, за формулою лінзи можна розрахувати фокусну відстань: .

2. Отримавши на екрані зображення віддаленого джерела світла (),
безпосередньо вимірюємо фокусну відстань лінзи ().

3. Якщо предмет поміщений на подвійній фокусній відстані від лінзи, то зображення також знаходиться на подвійній фокусній відстані (досягши рівності dі fбезпосередньо вимірюємо фокусну відстань лінзи).

4. Знаючи середню фокусну відстань лінзи та відстань від предмета до лінзи ( d), необхідно розрахувати відстань від лінзи до зображення предмета ( f т) і порівняти його з отриманим експериментально ( f е).

ІІІ. Хід роботи:

Додаткове завданняе: Виміряти фокусну відстань лінзи, що розсіює: D = D 1 + D 2 .

Додаткове завдання:Виміряйте фокусну відстань лінзи іншими способами.

IV.Підведення підсумків.

V.Запропонуйте проект сонячної водонагрівальної установки з природною та примусовою циркуляцією.

"Усяка наука, що послідовно розвивається, тільки тому й зростає,

що вона потрібна людському суспільству.

С.І. Вавілов

Урок 65/15. ПРОЕКЦІЙНИЙ АПАРАТ. ФОТОАПАРАТ.

МЕТА УРОКУ: Познайомити учнів з деякими з практичних застосувань лінз.

ТИП УРОКУ: Комбінований.

ОБЛАДНАННЯ: Проекційний апарат, фотоапарат.

ПЛАН УРОКУ:

1. Вступна частина 1-2 хв

2. Опитування 10 хв

3. Пояснення 20 хв

4. Закріплення 10 хв

5. Завдання додому 2-3 хв

ІІ.Опитування фундаментальне:

1. Формула лінзи.

2. Вимірювання фокусної відстані лінзи.

Завдання:

1. На якій відстані від лінзи з фокусною відстанню 12 см треба поставити предмет, щоб його дійсне зображення було більше втричі самого предмета?

2. Предмет знаходиться на відстані 12 см від двояковогнутої лінзи з фокусною відстанню 10 см. Визначити, на якій відстані від лінзи знаходиться зображення предмета? Яким воно буде?

Запитання:

1. Є дві однакові сферичні колби та настільна лампа. Відомо, що в одній колбі вода, в іншій – спирт. Як визначити вміст судин, не вдаючись до зважування?

Діаметр Сонця в 400 разів більший за діаметр Місяця. Чому їх видимі розміри майже однакові?

3. Відстань між предметом і його зображенням, створюваним тонкою лінзою, дорівнює 0,5 F,де F- фокусна відстань лінзи. Яке це зображення – дійсне чи уявне?

4. За допомогою лінзи на екрані отримано перевернуте зображення полум'я свічки. Чи зміняться лінійні розміри цього зображення, якщо частину лінзи заслонити листом картону (довести побудовою).

5. Визначити побудовою положення точки, що світиться, якщо два промені після заломлення в лінзі йдуть так, як зображено на малюнку 1.

6. Дано предмет АВта його зображення. Визначте тип лінзи, знайдіть її головну оптичну вісь та положення фокусів ( Рис. 2).

7. У плоскому дзеркалі отримано уявне зображення Сонця. Чи можна цим "уявним Сонцем" пропалити папір за допомогою лінзи, що збирає?

III. Проекційний апарат - пристрій, призначений для отримання дійсного та збільшеного зображення предмета. Оптична схема проекційного апарату на дошці. На якій відстані від лінзи об'єктива треба помістити напівпрозорий предмет, щоб його дійсне зображення було набагато більше самого предмета? Як змінити відстань від предмета до лінзи об'єктива, якщо відстань від проекційного апарата до екрана збільшується, зменшується?

Дзеркало, поверхня якого є площиною, називають плоским дзеркалом. У сферичних та параболічних дзеркал форма поверхні інша. Криві дзеркала ми не вивчатимемо. В побуті найчастіше використовують плоскі дзеркала, тому саме на них ми зупинимося.

Коли предмет знаходиться перед дзеркалом, то здається, що за дзеркалом знаходиться такий самий предмет. Те, що бачимо за дзеркалом, називається зображенням предмета.

Чому ми бачимо предмет там, де його насправді немає?

Для відповіді на це питання з'ясуємо, як виникає зображення у плоскому дзеркалі. Нехай перед дзеркалом знаходиться якась точка S (рис. 79). З усіх променів, що падають з цієї точки на дзеркало, виділимо для простоти три промені: SO, SO1 та SO2. Кожен із цих променів відбивається від дзеркала згідно із законом відображення світла, т. е. під таким самим кутом, під яким падає на дзеркало. Після відображення ці промені пучком, що розходиться, потрапляють в око спостерігача. Якщо продовжити відбиті промені назад, за дзеркало, вони зійдуться у певній точці S 1 . Ця точка і є зображенням точки S. Саме тут бачитиме спостерігач джерело світла.

Зображення S 1 називається уявним, тому що виходить воно в результаті перетину не реальних променів світла, яких за дзеркалом немає, а їх уявних продовжень. (Якби це зображення було отримано як точка перетину реальних світлових променів, воно називалося б дійсним.)

Отже, зображення у плоскому дзеркалі завжди є уявним. Тому коли ви дивитесь у дзеркало, то бачите перед собою не дійсне, а уявне зображення. Використовуючи ознаки рівності трикутників (див. рис. 79), можна довести, що S1O = OS. Це означає, що зображення в плоскому дзеркалі знаходиться на такій відстані від нього, на якому перед ним знаходиться джерело світла.

Звернемося до досвіду. Помістимо на столі шматок плоского скла. Частина світла скло відбиває, і тому скло можна використовувати як дзеркало. Але оскільки скло прозоре, ми зможемо одночасно бачити і те, що знаходиться за ним. Поставимо перед склом запалену свічку (рис. 80). За склом з'явиться її уявне зображення (якщо помістити у зображення полум'я шматочок паперу, він, звичайно, не загориться).

Поставимо по інший бік скла (де ми бачимо зображення) таку ж, але незапалену свічку і почнемо пересувати її до тих пір, поки вона не поєднається з отриманим раніше зображенням (при цьому вона здасться запаленою). Тепер виміряємо відстані від запаленої свічки до скла та від скла до її зображення. Ці відстані виявляться однаковими.
Досвід також показує, що висота зображення свічки дорівнює висоті свічки.

Підбиваючи підсумки, можна сказати, що зображення предмета в плоскому дзеркалі завжди є: 1) уявним; 2) прямим, т. е. неперевернутим; 3) рівним за розміром самому предмету; 4) таким, що знаходиться на такій же відстані за дзеркалом, на якому предмет розташований перед ним. Іншими словами, зображення предмета у плоскому дзеркалі симетрично предмету щодо площини дзеркала.

На малюнку 81 показано побудову зображення у плоскому дзеркалі. Нехай предмет має вигляд стрілки AB. Для побудови зображення слід:

1) опустити з точки A на дзеркало перпендикуляр і, продовживши його за дзеркалом точно таку ж відстань, позначити точку A 1 ;

2) опустити з точки B на дзеркало перпендикуляр і, продовживши його за дзеркалом точно таку ж відстань, позначити точку B 1 ;

3) з'єднати точки A1 і B1.

Отриманий при цьому відрізок A 1 B 1 буде уявним зображенням стрілки AB.

На перший погляд предмет і його зображення в плоскому дзеркалі не мають ніяких відмінностей. Однак, це не так. Подивіться на зображення своєї правої руки у дзеркалі. Ви побачите, що пальці на цьому зображенні розташовані так, ніби ця рука ліва. Це не випадковість: дзеркальне відображення завжди змінює праве на ліве і навпаки.

Не всім подобається відмінність правого та лівого. Деякі любителі симетрії навіть свої літературні твори намагаються написати так, щоб вони читалися однаково як зліва направо, так і праворуч наліво (такі фрази-перекрутки називають паліндромами), наприклад: «Кінь лід зебре, бобер, нероба».

Цікаво, що тварини по-різному реагують на своє зображення у дзеркалі: деякі його не помічають, в інших воно викликає цікавість. Найбільший інтерес викликає у мавп. Коли на стіні в одному з відкритих вольєрів для мавп повісили велике дзеркало, біля нього зібралися всі його мешканці. Мавпи не відходили від дзеркала, розглядаючи свої зображення протягом усього дня. І лише коли їм принесли їх улюблені ласощі, зголоднілі тварини пішли на поклик робітниці. Але, як розповів потім один із спостерігачів зоопарку, зробивши кілька кроків від дзеркала, вони раптом помітили, як їхні нові товариші із «дзеркалля» теж йдуть! Страх більше не побачити їх виявився настільки високим, що мавпи, відмовившись від їжі, повернулися до дзеркала. Зрештою, дзеркало довелося прибрати.

У житті дзеркала грають не останню роль, їх використовують як у побуті, так і в техніці.

Отримання зображення за допомогою плоского дзеркала може бути використане, наприклад, перископ(Від грец. «Періскопео» - дивлюся навколо, оглядаю) - оптичному приладі, що служить для спостережень з танків, підводних човнів та різних укриттів (рис. 82).

Паралельний пучок променів, що падають на плоске дзеркало, залишається паралельним після відображення (рис. 83, а). Саме таке відображення називають дзеркальним. Але крім дзеркального існує ще й інший вид відбиття, коли паралельний пучок променів, що падають на будь-яку поверхню, після відбиття розсіюється її мікронерівностями у різних напрямках (рис. 83, б). Таке відображення називають дифузним", його створюють негладкі, шорсткі і матові поверхні тіл. Саме завдяки дифузному відображенню світла стають видимими навколишні предмети.

1. Чим відрізняються плоскі дзеркала від сферичних? 2. У якому випадку зображення називають уявним? дійсним? 3. Охарактеризуйте зображення у плоскому дзеркалі. 4. Чим відрізняється дзеркальне відбиття від дифузного? 5. Що ми побачили б довкола, якби всі предмети раптом почали відбивати світло не дифузно, а дзеркально? 6. Що таке періскоп? Як він улаштований? 7. Використовуючи малюнок 79, доведіть, що зображення точки в плоскому дзеркалі знаходиться на такій відстані від дзеркала, на якій знаходиться перед ним дана точка.

Експериментальне завдання.Встаньте вдома перед дзеркалом. Чи відповідає характер видимого вами зображення з тим, що описано в підручнику? З якого боку у вашого дзеркального двійника є серце? Відступіть від дзеркала на один-два кроки. Що при цьому сталося із зображенням? Як змінилася його відстань від дзеркала? Чи змінилася висота зображення?

Будь-які поверхні в курсі шкільної фізики прийнято називати дзеркалами. Розглядають дві геометричні форми дзеркал:

• плоске
• сферичне

- Відбиває поверхню, формою якої є площина. Побудова зображення в плоскому дзеркалі ґрунтується на , які навіть можна спростити (мал. 1).

Рис. 1. Плоске дзеркало

Нехай джерелом у прикладі буде точка А (точкове джерело світла). Промені від джерела поширюються на всі боки. Щоб знайти положення зображення, достатньо проаналізувати хід двох будь-яких променів і знайти побудовою точку перетину. Перший промінь (1) пустимо під будь-яким кутом до площини дзеркала, і, за його подальший рух буде під кутом відображення, рівним куту падіння. Другий промінь (2) також можна пускати під будь-яким кутом, але простіше намалювати його перпендикулярно поверхні, тому що в цьому випадку він не зазнає заломлення. Продовження променів 1 і 2 сходяться в точці B, у нашому випадку дана точка і є точки А (уявне) (рис. 1.1).

Однак трикутники, що вийшли на малюнку 1.1, однакові (по двох кутах і загальній стороні), тоді як правило побудови зображення в плоскому дзеркалі можна прийняти: при побудові зображення в плоскому дзеркалі достатньо джерела А опустити перпендикуляр на площину дзеркала, а потім продовжити даний перпендикуляр на ту ж довжину по інший бік від дзеркала(Рис. 1.2) .

Скористайтеся цією логікою (рис. 2).

Рис. 2. Приклади побудови у плоскому дзеркалі

У разі не точкового предмета важливо пам'ятати, що форма предмета в плоскому дзеркалі не змінюється. Якщо врахувати, що будь-який предмет фактично складається з точок, то у загальному випадку треба відобразити кожну точку. У спрощеному варіанті (наприклад, відрізок чи проста фігура) можна відобразити крайні точки, та був з'єднати їх прямими (рис. 3). При цьому АВ - предмет, А В - зображення.

Рис. 3. Побудова предмета у плоскому дзеркалі

Також нами було введено нове поняття. точкове джерело світла— джерело, розмірами якого можна знехтувати нашому завданні.

- Відбиває поверхню, формою якої є частина сфери. Логіка пошуку зображення та ж - знайти два промені, що йдуть від джерела, перетин яких (або їх продовжень) і дасть шукане зображення. Насправді, для сферичного тіла є три досить прості промені, заломлення яких можна легко передбачити (рис. 4). Нехай – точкове джерело світла.

Рис. 4. Сферичне дзеркало

Для початку введемо характерну лінію та точки сферичного дзеркала. Точка 4 називається оптичний центр сферичного дзеркала.Ця точка є геометричним центром системи. Лінія 5 головна оптична вісь сферичного дзеркала- Лінія, що проходить через оптичний центр сферичного дзеркала і перпендикулярно дотичної до дзеркала в цій точці. Крапка F — фокус сферичного дзеркала, що має особливі властивості (про це пізніше).

Тоді існує три ходи променів, досить простих для розгляду:

1. синій. Промінь, що проходить через фокус, відбиваючись від дзеркала, проходить паралельно головній оптичній осі (властивість фокусу),
2. зелений. Промінь, що падає на головний оптичний центр сферичного дзеркала, відображається під тим самим кутом (),
3. червоний. Промінь, що йде паралельно головній оптичній осі, після заломлення проходить через фокус (властивість фокусу).

Вибираємо будь-які два промені та їх перетин дає зображення нашого предмета ().

Фокус- умовна точка на головній оптичній осі, в яку сходяться промені, відбиті від сферичного дзеркала, що йшли паралельно головній оптичній осі.

Для сферичного дзеркала фокусна відстань(відстань від оптичного центру дзеркала до фокусу) чисто геометричне поняття, і цей параметр може бути знайдений через співвідношення:

Висновок: для дзеркал використовуються найзагальніші . Для плоского дзеркала є спрощення для побудови зображень (рис. 1.2). Для сферичних дзеркал існують три ходи променя, два з яких дають зображення (рис. 4).

Плоске, сферичне дзеркалооновлено: Вересень 9, 2017 автором: Іван Іванович