Отражение света в природе и технике

Тема. Отражение света. Законы отражения. Плоское зеркало

«Единственный путь, ведущий

к познанию, - это деятельность».

Б. Шоу.

Да, солнце: пламенно, бессмертно, бесконечно.

Дарует людям жизнь. Рассеивает мрак.

А вот луна: взаймы берет у солнца вечно!

 

Ничто в природе не было так неуловимо, ни один свой секрет природа не охраняла так тщательно, как секрет о нем. На этом основании его часто называли самым темным пятном в физике. Но именно он позволил нам познать окружающий мир.

Как вы думаете, о чем идет речь? СВЕТ! В погоне за светом, стремясь к познанию бесконечности, 12 апреля 1961 был совершен первый полет в космос.

В X веке на смену древнегреческой теории зрительных лучей, которые выходят из глаз и создают зрительные ощущения, пришла теория зрения арабского физика и математика Альхазена, согласно которой зрительные изображения тел создаются лучами, исходящими от видимых тел. Попадая в глаз, эти лучи вызывают зрительные ощущения.

О каких лучах, на ваш взгляд идет речь?

- Как вы думаете, является ли световым лучом свет от лазерного фонарика? Ведь луча не видно. Как сделать его видимым?

Если в помещении будет задымленность, или пыльно, то луч станет виден.

1. Отражение света Сегодня мы изучим такое явление, как отражение света и попытаемся разобраться, что именно происходит при этом процессе. Как и почему отражается свет, какие бывают виды отражения. И, конечно, мы познакомимся с одним из фундаментальных законов геометрической оптики – законом отражения света. Наглядным примером отражения света является зеркальное отражение. Поверхность зеркала абсолютно гладкая, поэтому, все лучи отражаются от неё параллельно друг другу, образуя точную копию объекта.

О Свет, живущий в вышине!
Твои Лучи приятны мне!
Когда меня Ты осеняешь,
То дух и плоть Ты сотрясаешь…
И всё волнуется во мне,
Как будто я в чудесном сне!

О каком явлении здесь идет речь? О прямолинейном распространении света

Построение отраженного луча.

1. Восстанавливаем перпендикуляр CD в точке падения луча АО.
2. Отмечаем угол падения.
3. Отмеряем точно такой же угол с противоположной стороны. Получаем луч ОВ.
4. Показываем угол отражения.

Законы отражения света

Найдите в учебнике и прочтите закон отражения света.

Закон отражения света гласит: Лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча. Угол падения равен углу отражения.

3. Виды отражения света Различают зеркальное и диффузное отражение. Диффузно отражают шероховатые (матовые) поверхности, при этом отраженные лучи распространяются во все стороны более или менее равномерно (каждая точка поверхности отражает свет только в своем направлении). Зеркально свет отражается от полированных поверхностей (свет отражается в строго определенном направлении).

Отражение света в природе и технике

Перископ. Жизненным примером использования отражения света является такой прибор, как перископ. Объясним, в общем и целом, как он работает:

Периско́п (от др.-греч. περι- — «вокруг» и σκοπέω — «смотрю») — оптический прибор для наблюдения из укрытия. Простейшая форма перископа — труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, наклоненные относительно оси трубы на 45° для изменения хода световых лучей. В более сложных вариантах для отклонения лучей вместо зеркал используются призмы, а получаемое наблюдателем изображение увеличивается с помощью системы линз.

Наиболее известные виды перископа — такие, как перископы на подводных лодках, ручные перископы и стереотрубы (их также можно использовать как перископ) — широко применяются в военном деле.

Калейдоскоп. Калейдоскоп был известен ещё с давних времен. В древнем Египте известен прообраз калейдоскопа. И только через много веков устройство для получения симметричных картинок с помощью зеркал назвали калейдоскопом.

Название свое «калейдоскоп» получил от греческого kalos - красивый, eidos - вид и skopeo - смотрю, наблюдаю. А в России калейдоскоп называли трубкой, "показывающей красивые виды". У нас в России калейдоскоп появился в конце 18 века и изобрел его великий русский ученый М.В. Ломоносов, который восхищался красотой стекла и изучал различные способы его применения.

Внутри калейдоскопа может стоять от 2-3-х зеркал до 4-х или более. Различное взаимное расположение зеркал позволяет получить разное количество дублированных изображений одного предмета. Внутри трубки между зеркалами помещают хотя бы несколько кусочков цветного стекла.

Желательно, чтобы предметы, которыми заполняется калейдоскоп для создания узоров, были бы разными по величине и по весу. Кроме стеклышек в качестве дополнительных компонентов используют металл, пластик, бисер, камни, перламутр, перышки, и др. Один конец трубки закрыт матовым стеклом, а с другого конца отверстие малого диаметра закрыто прозрачным стеклом. Повернув прибор матовым стеклом к свету, можно видеть через прозрачное стекло симметрично расположенные, красивые цветные узоры, форма которых меняется при вращении калейдоскопа.

Узоры в калейдоскопе практически никогда не повторяются. Как сказано в известной книге Я.И. Перельмана, если у вас есть калейдоскоп с 20 стеклышками и вы будете поворачивать его 10 раз в минуту, то вам понадобится 500 000 миллионов лет, чтобы просмотреть все узоры.

Камера-обскура. Ка́мера-обску́ра (лат. cameraobscūra «тёмная комната») — простейший вид устройства, позволяющего получать оптическое изображение объектов. Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке. Принцип действия камеры-обскуры впервые объяснил арабский физик и математик X века Ибн ал-Хайсам (Альхазен). При этом он сделал вывод, что общепринятая в те годы теория распространения света (согласно которой лучи света исходят из глаз и как бы «общупывают» объект) не соответствует действительности. Многие художники (например, Вермеер) использовали камеру-обскуру для создания своих произведений — пейзажей, портретов, бытовых зарисовок. Камеры-обскуры тех времён представляли собой большие ящики с системой зеркал для отклонения света. Часто вместо простого отверстия использовался объектив (обычно одиночная линза), что позволяло значительно увеличить яркость и резкость изображения. С развитием оптики объективы усложнялись, а после изобретения светочувствительных материалов камеры-обскуры стали фотоаппаратами.

- Каково назначение зеркал? Какие вы знаете зеркала?

Выпуклые зеркала заднего вида увеличивают поле обзора, при этом предметы представляются в уменьшенном виде.

Древняя легенда рассказывает, будто знаменитый греческий ученый Архимед сжег с помощью солнечных лучей, отраженных от вогнутого зеркала, римский флот, напавший на город Сиракузы.

Вогнутое зеркало телескопа-рефлектора позволяет сфокусировать в окуляре свет от далеких космических объектов.

Многие фокусы построены на оптическом обмане. В книге Я.И.Перельмана «Занимательная физика» вы можете прочесть интереснейший опыт «Говорящая голова».

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: