Care dintre oglinzile sferice împrăștie lumina? Începe în știință

Obiectivele lecției:

– elevii ar trebui să cunoască conceptul de oglindă;
– elevii trebuie să cunoască proprietățile imaginii într-o oglindă plană;
– elevii trebuie să fie capabili să construiască o imagine într-o oglindă plată;
– să continue munca la formarea cunoștințelor și aptitudinilor metodologice, cunoștințe despre metodele științelor naturale și să le poată aplica;
– să continue munca pentru dezvoltarea abilităților de cercetare experimentală atunci când lucrează cu instrumente fizice;
– continuați munca pentru dezvoltarea gândirii logice a elevilor și dezvoltarea capacității de a construi concluzii inductive.

Forme organizatorice și metode de predare: conversație, test, anchetă individuală, metodă de cercetare, lucru experimental în perechi.

Mijloace de predare: oglindă, riglă, radieră, periscop, proiector multimedia, computer, prezentare (vezi. Anexa 1).

Planul lecției:

  1. Verificarea d/z (test).
  2. Actualizarea cunoștințelor. Stabilirea temei, a scopurilor și a obiectivelor lecției împreună cu elevii.
  3. Învățarea de noi materiale pe măsură ce elevii lucrează cu echipamente.
  4. Generalizarea rezultatelor experimentale și formularea proprietăților.
  5. Exersarea abilităților practice în construirea unei imagini într-o oglindă plată.
  6. Rezumând lecția.

Progresul lecției

1. Verificarea d/z (test).

(Profesorul distribuie carduri de test.)

Test: Legea reflecției

  1. Unghiul de incidență al unei raze de lumină pe suprafața unei oglinzi este 15 0 .
    Care este unghiul de reflexie?
    A 30 0
    B 40 0
  2. La 150
    Unghiul dintre razele incidente și cele reflectate este de 20 0 . Care va fi unghiul de reflexie dacă unghiul de incidență crește cu 5 0?
    A 40 0
    B 15 0

La 300

Răspunsuri pentru test. Profesor:

Schimbați-vă munca și verificați corectitudinea lucrării dvs. verificând răspunsurile dvs. în raport cu standardul. Acordați note pe baza criteriilor de notare (răspunsurile sunt scrise pe spatele tablitei).

Criterii de evaluare a testului:
pentru un rating de „5” – toate;
pentru nota „4” – sarcina nr.2;

Răspunsuri pentru test. pentru nota „3” – sarcina nr.1. Ți s-a dat sarcina de acasă nr. 4 Exercițiul 30 (manual de Peryshkin A.V.) cu caracter de cercetare. Cine a finalizat această sarcină? ()

Elevul lucrează la tablă, oferindu-și versiunea.

Textul problemei: Înălțimea Soarelui este astfel încât razele sale formează un unghi de 40 0 ​​cu orizontul. faceți un desen (Fig. 131) și arată pe el cum trebuie poziționată oglinda AB, astfel încât „iepurașul” să ajungă la fundul puțului.

Răspunsuri pentru test. Acum să ne amintim conceptele de bază învățate în lecțiile anterioare și să decidem asupra subiectului lecției de astăzi.

Pentru că cuvântul cheie este criptat în cuvinte încrucișate.

Răspunsuri pentru test. Ce cuvânt cheie ai primit? OGLINDĂ.

Care crezi că este subiectul lecției de astăzi?

Da, subiectul lecției: Oglindă. Construirea unei imagini într-o oglindă plană.

Deschide-ți caietele, notează data și subiectul lecției.

Aplicație.Slide 1.

Răspunsuri pentru test. La ce întrebări ați dori să vi se răspundă astăzi, având în vedere tema lecției?

(Copiii pun întrebări. Profesorul rezumă, stabilind astfel obiectivele lecției.)

Răspunsuri pentru test.

  1. Explorați conceptul de „oglindă”. Identificați tipurile de oglinzi.
  2. Află ce proprietăți are.
  3. Învață să construiești o imagine într-o oglindă.

3. Învățarea de noi materiale pe măsură ce elevii lucrează cu echipamente.

Activitatea elevului: ascultați și amintiți-vă materialul.

Răspunsuri pentru test. Să începem să studiem materiale noi, trebuie spus că oglinzile sunt după cum urmează:

Răspunsuri pentru test. Astăzi vom studia o oglindă plană mai detaliat.

Răspunsuri pentru test. O oglindă plată (sau doar o oglindă) numită suprafață plană care reflectă în mod specular lumina

Răspunsuri pentru test.Notează diagrama și definiția unei oglinzi în caiet.

Activitatea elevului: notează într-un caiet.

Răspunsuri pentru test. Luați în considerare imaginea unui obiect într-o oglindă plană.

Știți cu toții foarte bine că imaginea unui obiect dintr-o oglindă se formează în spatele oglinzii, acolo unde de fapt nu există.

Cum funcţionează asta? ( Profesorul prezintă teoria, iar elevii participă activ.)

Slide 5 . (Activitățile experimentale ale elevilor .)

Experimentul 1. Ai o oglindă mică pe masă. Instalați-l într-o poziție verticală. Așezați radiera într-o poziție verticală în fața oglinzii la o distanță mică. Acum ia o riglă și așează-o astfel încât zero să fie lângă oglindă.

Exercita. Citiți întrebările de pe diapozitiv și răspundeți la ele. (Întrebări partea A)

Elevii formulează o concluzie: imaginea virtuală a unui obiect dintr-o oglindă plană se află la aceeași distanță de oglindă cu obiectul din fața oglinzii

Slide 6. (Activități experimentale ale elevilor . )

Experimentul 2. Acum luați o riglă și plasați-o vertical de-a lungul radierei.

Exercita. Citiți întrebările de pe diapozitiv și răspundeți la ele. (Întrebări din partea B)

Elevii formulează o concluzie: dimensiunile imaginii unui obiect dintr-o oglindă plată sunt egale cu dimensiunile obiectului.

Sarcini pentru experimente.

Slide 7. (Activități experimentale ale elevilor.)

Experimentul 3. Desenați o linie pe radiera din dreapta și plasați-o din nou în fața oglinzii. Rigla poate fi scoasă.

Exercita. Ce ai văzut?

Elevii formulează o concluzie: obiectul și imaginile sale sunt figuri simetrice, dar nu identice

4. Generalizarea rezultatelor experimentale și formularea proprietăților.

Răspunsuri pentru test. Deci, aceste concluzii pot fi numite proprietățile oglinzilor plate, haideți să le enumeram din nou și să le notăm într-un caiet.

Slide 8 . (Elevii notează proprietățile oglinzilor în caiete.)

  • Imaginea virtuală a unui obiect dintr-o oglindă plană se află la aceeași distanță de oglindă ca și obiectul din fața oglinzii.
  • Dimensiunile imaginii unui obiect într-o oglindă plată sunt egale cu dimensiunile obiectului.
  • Obiectul și imaginile sale sunt figuri simetrice, dar nu identice.

Răspunsuri pentru test.Atentie la tobogan. Rezolvăm următoarele probleme (profesorul cere răspunsul mai multor copii, iar apoi un elev conturează cursul raționamentului său, pe baza proprietăților oglinzilor).

Activități studenților: Participare activă la discuția privind analiza problemelor.

1) O persoană stă la o distanță de 2 m de o oglindă plană. La ce distanță de oglindă își vede imaginea?
A 2m
B 1m
La 4m

2) O persoană stă la o distanță de 1,5 m de o oglindă plată. La ce distanţă de sine îşi vede imaginea?
A 1,5 m
B 3m
La 1m

5. Exersarea deprinderilor practice în construirea unei imagini într-o oglindă plată.

Răspunsuri pentru test. Deci, am învățat ce este o oglindă, am stabilit proprietățile acesteia, iar acum trebuie să învățăm să construim o imagine în oglindă, ținând cont de proprietățile de mai sus. Lucrăm împreună cu mine în caietele noastre. ( Profesorul lucrează la tablă, elevii într-un caiet.)

Reguli pentru construirea unei imagini Exemplu
  1. Aplicăm o riglă pe oglindă, astfel încât o parte a unghiului drept să se afle de-a lungul oglinzii.
  2. Mutăm rigla astfel încât punctul pe care vrem să-l construim să se afle de cealaltă parte a unghiului drept
  3. Tragem o linie de la punctul A la oglindă și o extindem dincolo de oglindă la aceeași distanță și obținem punctul A 1.
  4. Facem totul în mod similar pentru punctul B și obținem punctul B 1
  5. Conectăm punctul A 1 și punctul B 1, obținem o imagine A 1 B 1 a obiectului AB.

Deci, imaginea ar trebui să aibă aceeași dimensiune ca și obiectul, situat în spatele oglinzii la aceeași distanță cu obiectul din fața oglinzii.

6. Rezumând lecția.

Răspunsuri pentru test. Aplicarea oglinzii:

  • în viața de zi cu zi (de câteva ori pe zi verificăm dacă arătăm bine);
  • în mașini (oglinzi retrovizoare);
  • în atracții (sala de râs);
  • în medicină (în special în stomatologie) și în multe alte domenii, periscopul prezintă un interes deosebit;
  • periscop (utilizat pentru observarea dintr-un submarin sau din tranșee), demonstrarea dispozitivului, inclusiv cele de casă.

Răspunsuri pentru test. Să ne amintim ce am învățat astăzi în clasă?

Ce este o oglindă?

Ce proprietăți are?

Cum se construiește o imagine a unui obiect într-o oglindă?

De ce proprietăți luăm în considerare atunci când construim o imagine a unui obiect într-o oglindă?

Ce este un periscop?

Activitatea elevului: răspundeți la întrebările puse.

Tema pentru acasă: §64 (manual A. V. Peryshkin, clasa a VIII-a), notițe în caiet pentru a face un periscop după dorință Nr. 1543, 1549, 1551,1554 (cartea cu probleme V. I. Lukashik).

Răspunsuri pentru test. Continua propozitia...

Reflecţie:
Astăzi la clasă am învățat...
Astăzi mi-a plăcut lecția...
Nu mi-a plăcut lecția de azi...

Acordarea de note pentru lecție (elevii le acordă, explicând de ce acordă această notă specială).

Literatura folosita:

  1. Gromov S.V. Fizica: Manual pentru învăţământul general manual instituţii/ S. V. Gromov, N. A. Rodina. – M.: Educație, 2003.
  2. Zubov V. G., Shalnov V. P. Probleme în fizică: Un manual pentru autoeducare: Ghid de studiu – M.: Nauka. Redacția principală de literatură fizică și matematică, 1985.
  3. Kamenețki S. E., Orehov V. P. Metode de rezolvare a problemelor de fizică în liceu: Cartea. pentru profesor. – M.: Educație, 1987.
  4. Koltun M. Lumea fizicii. Editura „Literatura pentru copii”, 1984.
  5. Maron A. E. Fizică. Clasa a VIII-a: Manual educativ / A. E. Maron, E. A. Maron. M.: Dropia, 2004.
  6. Metode de predare a fizicii în clasele 6-7 ale gimnaziului. Ed. V. P. Orehov și A. V. Usova. M., „Iluminismul”, 1976.
  7. Peryshkin A.V. Fizică. Clasa a VIII-a: Manual. pentru învăţământul general manual stabilimente – M.: Gotidă, 2007.

Această lecție este despre o oglindă plană. Veți învăța tipuri de oglinzi și tipuri de imagini optice. Familiarizați-vă cu caracteristicile generale ale imaginilor din oglinzile plane, precum și cu reflexia speculară și difuză a luminii și cu absorbția luminii. La sfârșitul lecției sunt date interesante despre oglinzi.

În lecția de astăzi vom vorbi despre oglinzi, sau mai precis, despre o oglindă plată.

O oglindă este o suprafață netedă care reflectă radiația (Fig. 1). Oglinzile optice sunt de obicei metale lustruite sau ochelari care reflectă aproape toată lumina vizibilă (Figura 2).

Orez. 1. Oglinda

Orez. 2. Oglinda optică

Oglinzile vin în trei tipuri - plate, concave și convexe.

Oglinzile plate reflectă radiația fără distorsiuni și produc o imagine apropiată de cea originală (Fig. 3).

Orez. 3. Reflecția într-o oglindă plană

Concav – concentrează energia radiației (Fig. 4).

Orez. 4. Reflecția într-o oglindă concavă

Cele convexe - împrăștiate (Fig. 5).

Orez. 5. Reflecția într-o oglindă convexă

În lecția de astăzi vom vorbi mai mult despre o oglindă plană.

O oglindă plată este o suprafață plană care reflectă lumina în mod specular (Fig. 6).

Orez. 6. Oglindă plată

Să luăm în considerare modul în care se formează o imagine într-o oglindă plană.

Lasă un fascicul de lumină divergent să cadă de la o sursă punctiformă de lumină pe suprafața unei oglinzi plane. Din setul de raze incidente, selectăm razele și . Folosind legile reflexiei luminii, construim razele reflectate , ,.

Orez. . Construcția razelor reflectate

Aceste raze vor călători, de asemenea, într-un fascicul divergent. Dacă le continuăm în direcția opusă, toate se vor intersecta într-un punct situat în spatele oglinzii. Ni se va părea că aceste raze ies din punct de vedere, deși în realitate nu există nicio sursă de lumină în acest moment. Prin urmare, punctul se numește imaginea virtuală a punctului.

Orez. . Construirea unei imagini virtuale într-o oglindă

Reflexia speculară și difuză a luminii. Absorbția luminii

Seara, când lumina este aprinsă în cameră, ne putem vedea reflexia în geamul ferestrei, dar de îndată ce închidem draperiile, imaginea dispare. Nu ne vedem reflectarea în material.

Acest lucru se datorează a două fenomene fizice. Una dintre ele este reflectarea luminii.

Pentru ca o imagine să apară, lumina trebuie să fie reflectată de pe suprafața unei oglinzi. Dacă lumina este reflectată de pe o suprafață neuniformă și aspră, atunci o astfel de reflexie se numește împrăștiată sau difuză (Fig. 9).

Orez. 9. Reflectarea luminii de pe suprafețele speculare și aspre

Este imposibil să obțineți o imagine pe o astfel de suprafață. Chiar și unele suprafețe netede la atingere, cum ar fi o bucată de plastic sau o copertă de carte, nu sunt suficient de netede pentru ca lumina să se reflecte pe astfel de suprafețe.

Un alt fenomen fizic care afectează capacitatea de a vedea o imagine este absorbția luminii. Corpurile fizice nu numai că pot reflecta lumina, ci și o pot absorbi. Cel mai bun reflector de lumină este o oglindă, reflectă mai mult de 90% din lumina care cade pe ea. Corpurile albe sunt și ele reflectoare bune, motiv pentru care într-o zi însorită de iarnă, când totul este alb de zăpadă, strâmbăm ochii, protejându-ne ochii de lumina puternică. Dar suprafața neagră absoarbe aproape toată lumina, de exemplu, te poți uita la catifea neagră fără a strâmbă ochii, chiar și în cea mai puternică lumină.

Să vorbim despre ce tipuri de imagini optice există și ce este o imagine optică.

O imagine optică este o imagine obținută ca urmare a trecerii razelor de lumină care se propagă de la un obiect printr-un sistem optic, reproducând contururile și detaliile acestuia.

Există două cazuri: o imagine reală și o imagine virtuală.

O imagine reală este creată atunci când, după toate reflexiile și refracțiile, razele care ies dintr-un punct al unui obiect sunt colectate într-un punct (Fig. 10).

Orez. 10. Imagine reală

Imaginea reală nu poate fi văzută direct proiecția ei poate fi văzută prin plasarea de ecrane de împrăștiere. Imaginea reală este creată de sisteme optice precum obiectivul unui proiector de film sau al unei camere sau o lentilă convergentă (Fig. 11).

Orez. Sisteme optice

O imagine virtuală este o imagine care poate fi văzută cu ochiul.

În acest caz, fiecare punct al obiectului corespunde unui fascicul de raze care iese din sistemul optic, care, dacă ar fi extins înapoi în linii drepte, ar converge într-un punct. Se pare că fasciculul iese de acolo.

O imagine virtuală este creată de sisteme precum un binoclu, un microscop, o lentilă negativă sau pozitivă, o lupă și o oglindă plată. O oglindă plată produce o imagine virtuală.

Fapte interesante

Există așa-numitele oglinzi translucide sau, așa cum sunt numite uneori, oglindă sau sticlă unidirecțională.

Astfel de ochelari sunt folosiți pentru supravegherea sub acoperire a oamenilor în scopul monitorizării comportamentului sau spionajului. În acest caz, spionul se află într-o cameră întunecată, iar obiectul de observație se află într-o cameră luminoasă (Fig. 12). Principiul de funcționare a sticlei oglinzii este că un spion slab nu este vizibil pe fundalul unei reflexii strălucitoare a oglinzii. Nu există oglinzi translucide care să transmită lumina într-o direcție și nu în cealaltă.

Orez. 12 Cameră cu oglindă translucidă

Recent, labirinturile de oglinzi au apărut în noile atracții de groază americane. În Rusia, primele labirinturi de oglinzi au apărut la Sankt Petersburg și au câștigat o mare popularitate în industria divertismentului.

Să facem o demonstrație, cu ajutorul căreia vom afla cum sunt situate obiectul și imaginea lui în raport cu o oglindă plată.

Să luăm un pahar plat montat vertical. Pe o parte a paharului vom pune o lumânare aprinsă, pe cealaltă parte - exact aceeași, dar neaprinsă. Prin mutarea lumânării neaprinse, vom găsi locația acesteia în așa fel încât lumânarea să pară că arde. În acest caz, lumânarea neaprinsă va fi în locul în care imaginea unei lumânări aprinse este vizibilă în sticlă.

Să descriem schematic locația paharului - o linie dreaptă, o lumânare aprinsă și o lumânare neaprinsă.

Acest punct arată, de asemenea, locația imaginii unei lumânări aprinse (Fig.). Dacă acum conectăm punctele și și luăm măsurătorile necesare, vom fi convinși că linia dreaptă este perpendiculară pe segmentul , iar lungimea segmentului este egală cu lungimea segmentului .

Orez. . Locația imaginii lumânării aprinse

Vom efectua o serie de demonstrații ulterioare care ne vor permite să caracterizăm imaginile în oglinzi plate.

Luați o oglindă plată, o riglă și o radieră. În primul rând, poziționăm rigla astfel încât zeroul său să fie situat lângă oglindă (Fig.).

Orez. . Distanța de la oglindă la obiect și imaginea acestuia

Ca urmare, vom vedea că distanța de la oglindă la obiect este egală cu distanța de la oglindă la imaginea obiectului din oglindă. Să facem un semn pe radiera. Vom vedea că imaginea din oglindă este simetrică cu obiectul în sine, dar nu este identică (Fig.).

Orez. . Simetria obiectului și imaginea acestuia în oglindă

Datorită demonstrațiilor efectuate, se pot stabili caracteristicile generale ale imaginilor în oglinzi plate:

  1. O oglindă plană oferă o imagine virtuală a unui obiect.
  2. Imaginea unui obiect dintr-o oglindă plană este egală ca dimensiune cu obiectul însuși și este situată la aceeași distanță de oglindă ca și obiectul.
  3. Linia dreaptă care combină un punct de pe un obiect cu punctul său corespunzător de pe imaginea obiectului din oglindă este perpendiculară pe suprafața oglinzii.

Rezolvarea problemelor

Sarcina nr. 1

De ce semnele de pe ambulanțe sunt scrise „cu susul în jos”?

Soluţie

Șoferii altor mașini trebuie să identifice rapid și precis o ambulanță într-un flux de alte mașini pentru a-i lăsa loc. Această situație apare atunci când o ambulanță trebuie să depășească o mașină și șoferul o poate vedea doar în oglinda retrovizoare.

După cum știm deja, imaginea din oglindă nu este identică, ci simetrică. Prin urmare, pe o ambulanță, textul este scris „cu susul în jos”, astfel încât șoferul să poată vedea textul corect în oglinda retrovizoare și să poată efectua manevrele necesare în timp util.

Problema nr. 2

Ce înălțime minimă ar trebui să aibă o oglindă plată pentru a te putea vedea în ea la toată înălțimea?

Soluţie

Imaginea din oglindă este egală cu obiectul situat în fața oglinzii și se află la aceeași distanță de oglindă ca și obiectul. Să desenăm o imagine a unei persoane care stă în fața unei oglinzi (Fig. 16).

Orez. 16. Imaginea unui bărbat stând în fața unei oglinzi

Omul, este imaginea unei persoane în oglindă, punctul este ochiul persoanei. Pentru ca o oglindă să aibă o dimensiune minimă, marginile oglinzii și trebuie să fie amplasate pe linii drepte și . Dacă punctul este mai înalt decât această linie, atunci poate fi coborât prin reducerea înălțimii oglinzii.

Și dacă este sub linia dreaptă, atunci nu vom vedea o parte din capul imaginii noastre în oglindă.

Un segment paralel cu liniile drepte și situat la aceeași distanță de acestea. Deci aceasta este linia de mijloc a triunghiului. Fie egală cu jumătate din baza triunghiului sau jumătate din înălțimea unei persoane (Fig. 17).

Marshalkin V.Yu. 1

Graciosul N.Yu. 1

1 Instituție de învățământ bugetară municipală școala Gimnazială Nr.6

Textul lucrării este postat fără imagini și formule.
Versiunea completă a lucrării este disponibilă în fila „Fișiere de lucru” în format PDF

Introducere

Relevanța temei alese.

Suntem școlari moderni - o generație care a crescut pe telefoane mobile și computere, tablete, suntem bine versați în gadget-uri, putem găsi informații pe internet cu viteza fulgerului, dar folosim toate realizările științifice și nu ne gândim la modul în care aceste binecuvântări ale civilizației au fost inventate și ce cale au venit înaintea noastră. Luați, de exemplu, calea istorică a oglinzilor, proprietățile lor uimitoare și aplicațiile moderne.

A fost sarcina mea să rezum aceste materiale într-o singură lucrare, să disting misticismul de realitate.

Scopurile și obiectivele lucrării de cercetare

Scopul muncii mele- să transmitem generației noastre istoria originii oglinzilor, să vorbim despre stadiul inițial al dezvoltării lor, să arătăm cele mai unice proprietăți ale oglinzilor și cele mai unice moduri de utilizare a acestora.

studiul experimental și teoretic al proprietăților oglinzilor de diferite forme: plate, sferice și asferice, care sunt utilizate în viața de zi cu zi și în tehnologie

2. Material teoretic.

2.1 Istoria oglinzilor plane

Oamenii de știință cred că oglinzile au mai mult de șapte mii de ani. Înainte de apariția sticlei de oglindă, erau folosite diferite tipuri de metale foarte lustruite, de exemplu, aur și argint, cositor și cupru, bronz și piatră.

Potrivit miturilor antice grecești, propria ei imagine, văzută de Gorgona Medusa pe scutul lui Perseus, a fost cea care a speriat-o atât de tare încât s-a transformat în piatră. Mulți arheologi cred că cele mai vechi oglinzi au fost bucăți lustruite de obsidian care au fost găsite în Turcia și datează de aproximativ 7.500 de ani. Dar era imposibil să folosiți astfel de suprafețe de oglindă pentru a vă examina cu atenție, de exemplu, din spate și a fost foarte dificil să distingem nuanțele.

Cu toate acestea, era foarte greu să cumpărați o oglindă pe atunci și costul ei era foarte mare, deoarece nu era ușor să lustruiți metalul până la strălucire. Merită să luați în considerare că o astfel de curățare a fost necesară pentru suprafața oglinzii în fiecare zi, deoarece se oxida în mod constant.

Anul nașterii acestei oglinzi este considerat a fi 1279, când franciscanul John Peck a descris o metodă unică, la acea vreme, de acoperire a sticlei obișnuite cu un strat subțire de plumb.

În acest moment, a apărut primul atelier de încadrare, deoarece tehnologia pentru producerea unui astfel de miracol nu era ușoară. Pe hârtie s-a așezat un strat de folie de tablă, care s-a acoperit cu mercur pe verso, după care s-a așezat din nou o foaie de hârtie și abia după ce a fost pus acel pahar, care a servit ca un fel de presă pentru acest strat. prăjitură, din care în acel moment hârtia era scoasă cu grijă. Desigur, oglinda era foarte tulbure. Această tehnologie a existat fără modificări semnificative până aproape în 1835. În acest an, profesorul Liebig a anunțat o ipoteză foarte interesantă că acoperirea cu argint în loc de cositor ar face oglinzile mai clare și mai strălucitoare.

Veneția a păzit foarte gelos secretul creării acestui produs minune. Muncitorilor din oglindă li s-a interzis să părăsească republica, în caz contrar li s-a amenințat cu răzbunare împotriva familiei și prietenilor lor. Ucigașii au fost trimiși în urma celor care erau deosebit de încăpățânați. Prin urmare, timp de trei secole întregi a fost un produs incredibil de scump și fantastic de rar, doar oamenii foarte bogați își puteau permite să facă oglinzi.

Regele francez Ludovic al XIV-lea era de asemenea un iubitor de oglinzi. În timpul său, secretul producției de oglinzi venețiene a fost dezvăluit și prețurile au început să scadă brusc. Acum, acest atribut interior ar putea fi găsit din ce în ce mai mult în zidurile cetățenilor obișnuiți. În secolul al XVIII-lea, mai mult de jumătate dintre parizieni dețineau oglinzi. Palatul Regal din Paris avea în acest moment o predominanță deosebită aici a apărut pentru prima dată oglinda de podea.

Oportunitatea de a se observa din exterior a dus la consecințe enorme: toți cetățenii bogați au început să-și monitorizeze mai atent nu numai aspectul, ci și comportamentul.

2.2 Istoria oglinzilor sferice.

Istoria oglinzilor sferice este și mai interesantă.

Istoria apariției unei oglinzi sferice de sticlă are secole în urmă, până la Veneția la sfârșitul secolului al XII-lea - începutul secolului al XIII-lea. La acea vreme, suflătorii de sticlă venețieni au învățat să sufle mici baloane din sticlă, care, într-o formă înmuiată, erau umplute cu cositor printr-un tub. Când baloanele s-au răcit, au fost tăiate în bucăți în formă de lentile convexe. Aceste oglinzi convexe, care fac parte dintr-o sferă, au fost numite „ochi de bou”. Nu prea semănau cu oglinzile moderne. Imaginea din ele a fost distorsionată, ușor redusă și dreaptă. Pentru a vă imagina reflectarea într-o astfel de oglindă, priviți doar „Autoportret într-o oglindă convexă” al artistului italian Parmigianino.

Și iată povestea care s-a întâmplat cu Arhimede.

Această zi este anul 212 î.Hr. romanii supraviețuitori și-au amintit-o pentru tot restul vieții. Aproape o jumătate de mie de sori mici s-au luminat brusc pe zidul cetății. La început au orbit pur și simplu, dar după un timp s-a întâmplat ceva fantastic: corăbiile romane de frunte care se apropiau de Siracuza, una după alta, au început dintr-odată să se aprindă ca torțe. Romanii au fugit în panică...

În general, ne-am amintit de neobișnuita armă arhimediană, nu de dragul cercetării istorice. Suntem interesați de proprietățile unice ale oglinzilor concave. Da, da, oglinzi concave. La urma urmei, Arhimede a inventat în esență o oglindă concavă „distribuită”. Compus din multe oglinzi obișnuite, ale căror reflexii sunt îndreptate către un singur punct, este capabil să concentreze o energie enormă în centrul său. În cazul navelor romane, aceasta este energie luminoasă și termică.

Oglinzile concave au fost folosite mult timp în alte scopuri - „magice”. Mai mult, ele au fost întotdeauna considerate cele mai eficiente în această problemă. Magii și vrăjitorii credeau că concavitatea făcea posibilă colectarea unei anumite „lumini astrale” într-un singur focar. Misticii spuneau că acolo unde are loc „concentrarea luminii, apare un focar eteric - un nod de vibrații al mediului eteric”.

Spiritele morților erau invocate folosind boluri mari concave. Acest lucru este menționat – unele vag, altele mai clar – de autorii antici. Unele dintre ele indică chiar locurile în care au avut loc aceste sacramente. La sfârșitul anilor 1950, în urma unui astfel de „sfat”, arheologul grec Sotir Dakar a descoperit o peșteră subterană în Epir (Grecia de Vest). Cea mai interesantă descoperire pentru noi în această peșteră au fost rămășițele unui uriaș cazan de bronz. Potrivit mai multor cercetători, interiorul său, fiind bine lustruit, ar putea provoca viziuni de mărimea unui bărbat.

Dar există oglinzi concave, al căror scop rămâne un mister până astăzi. Acestea, de exemplu, includ așa-numitele „oglinzi Tulu”, găsite în număr mare în înmormântările din apropierea platoului Nazca, faimos în lume, din Peru. Până la jumătate de metru în diametru, aceste oglinzi sunt realizate din metale lustruite cu grijă: aur, argint, cupru și aliajele lor. Pentru ce au fost? Pentru transmiterea semnalelor (o rază de soare reflectată de ele este vizibilă la câțiva kilometri distanță)? Să proiectezi desene uriașe pe platoul Nazca? În scopuri magice? Sau poate, cu ajutorul acestor oglinzi, preoții cu pielea roșie au primit aceleași cunoștințe care astăzi îi uimește pe oameni de știință cu acuratețea ei? Cine ştie. În orice caz, există dovezi că unele descoperiri științifice au fost făcute tocmai datorită oglinzilor concave.

Una dintre aceste oglinzi misterioase a aparținut celui mai mare om de știință al secolului al XIII-lea, călugărul Roger Bacon (1214-1294). Majoritatea lucrărilor științifice ale lui Bacon nu au fost încă publicate, dar ceea ce se știe astăzi este uimitor. Într-un mod de neînțeles, a privit cu sute de ani înainte: a prezis invenția microscopului și a telescopului, a mașinii și a avionului, a navelor propulsate de motoare; cu două sute de ani înainte de inventarea prafului de pușcă, Berthold Schwartz a descris compoziția și acțiunea acestui exploziv.

În prezent, majoritatea oglinzilor produse sunt oglinzi din tablă de sticlă, lustruită sau nelustruită, cu grosimea de 3-7 mm.

2.3. Fizica oglinzilor sferice.

2.3.1. Imagine într-o oglindă plană.

Imaginea unui obiect dată de o oglindă plană este formată din razele reflectate de suprafața oglinzii.

Figura arată modul în care ochiul percepe imaginea punctului S în oglindă. Raze SO, SO1 și SO2 reflectată de oglindă în conformitate cu legile reflexiei. fascicul AŞA cade pe oglinda perpendicular (= 0°) si, fiind reflectat (= 0°), nu loveste ochiul. Raze SO1 și SO2 după reflecție, acestea intră în ochi într-un fascicul divergent, ochiul percepe un punct luminos S1 în spatele oglinzii. De fapt, în punctul S1 prelungirile razelor reflectate (linia punctată) converg, și nu razele în sine (se pare doar că razele divergente care intră în ochi provin din puncte situate în „oglinda”), deci această imagine este numit imaginar (sau imaginar), iar punctul din care, după cum ni se pare, fiecare fascicul emană este punctul de imagine. Fiecare punct al obiectului corespunde unui punct de imagine.

Datorită legii reflexiei luminii, imaginea virtuală a unui obiect este situată simetric față de suprafața oglinzii. Dimensiunea imaginii este egală cu dimensiunea obiectului în sine.

În realitate, razele de lumină nu trec prin oglindă. Doar noi Se pare ca și cum lumina provine dintr-o imagine deoarece creierul nostru percepe lumina care intră în ochi ca lumină dintr-o sursă din fața noastră. Deoarece razele nu converg de fapt în imagine, plasarea unei bucăți de hârtie albă sau de film în același loc în care se află imaginea nu va produce nicio imagine. Prin urmare, o astfel de imagine este numită imaginar. Ar trebui să se distingă de imagine reală, prin care trece lumina si care se poate obtine prin amplasarea unei foi de hartie sau film fotografic acolo unde se afla. După cum vom vedea mai târziu, imaginile reale pot fi formate folosind lentile și oglinzi curbate (de exemplu, sferice).

Punctele S și S" sunt simetrice față de oglindă: SO = OS". Imaginea lor într-o oglindă plată este imaginară, directă(nu invers), identic ca mărime cu obiectul și situat la aceeași distanță de oglindă ca și obiectul însuși.

2.3.2. Oglindă sferică.

Suprafețele reflectorizante nu trebuie să fie plane. Oglinzile curbate sunt cel mai adesea sferic, adică au forma unui segment sferic. Oglinzile sferice pot fi concave sau convexe. O oglindă sferică concavă este o suprafață sferică foarte lustruită. În figurile de mai jos, punctul O este centrul suprafeței sferice care formează oglinda. În figură, litera C marchează centrul suprafeței oglinzii sferice, punctul DESPRE- partea de sus a oglinzii. Linia dreaptă CO care trece prin centrul suprafeței oglinzii C și vârful oglinzii O se numește axa optică a oglinzii.

Să trimitem un fascicul de raze de lumină de la lanternă pe oglindă, paralel cu axa optică a oglinzii. După reflectarea din oglindă, razele acestui fascicul vor converge într-un punct F, culcat pe axa optică a oglinzii. Acest punct se numește punctul focal al oglinzii. Dacă o sursă de lumină este plasată în punctul focal al unei oglinzi, razele vor fi reflectate din oglindă, așa cum se arată în figură.

Distanţă DE de la vârful oglinzii până la focalizare se numește distanța focală a oglinzii, este egală cu jumătate din rază OS suprafața sferică a oglinzii, adică DE= 0.5 OS.

Să aducem sursa de lumină (o lumânare aprinsă sau o lampă electrică) mai aproape de oglinda concavă, astfel încât imaginea acesteia să fie vizibilă în oglindă. Această imagine – imaginară – se află în spatele oglinzii. În comparație cu obiectul, acesta este mărit și drept Să îndepărtăm treptat sursa de lumină de oglindă. În același timp, imaginea sa se va îndepărta de oglindă, dimensiunea sa va crește, iar apoi imaginea virtuală va dispărea. Dar acum imaginea sursei de lumină poate fi obținută pe un ecran situat în fața oglinzii, adică puteți obține o imagine reală a sursei de lumină Cu cât ne depărtăm de sursa de lumină, cu atât mai aproape de oglindirea ecranului va trebui plasat pentru a obține o imagine a sursei pe acesta. Dimensiunile imaginii vor scădea Toate imaginile reale în raport cu obiectul se dovedesc a fi inversate. Dimensiunile lor, în funcție de distanța obiectului față de oglindă, pot fi mai mari, mai mici decât obiectul sau egale cu dimensiunea obiectului (sursa de lumină).

Astfel, locația și dimensiunea imaginii obținute folosind o oglindă concavă depind de poziția obiectului față de oglindă.

2.3.3. Imagine într-o oglindă sferică concavă.

concav , dacă suprafața care reflectă este partea interioară a segmentului sferic, adică dacă centrul oglinzii este situat mai departe de observator decât marginile sale.

Dacă dimensiunile unei oglinzi concave sunt mici în comparație cu raza ei de curbură, adică un fascicul de raze paralel cu axa optică principală cade pe o oglindă sferică concavă după reflectarea din oglindă, razele se intersectează într-un punct; care se numește focarul principal al oglinzii F. Distanța de la focalizare la polul oglinzii se numește distanță focală și este notă cu aceeași literă F. O oglindă sferică concavă are un accent principal real. Este situat la jumătatea distanței dintre centrul și polul oglinzii (centrul suprafeței sferice), ceea ce înseamnă că distanța focală este: O F = CF = R/2.

Folosind legile reflexiei luminii, puteți construi geometric o imagine a unui obiect într-o oglindă. În figură, punctul luminos S este situat în fața unei oglinzi concave. Să desenăm trei raze din el în oglindă și să construim razele reflectate. Aceste raze reflectate se vor intersecta într-un punct S1. Din moment ce am luat trei raze arbitrare care emanau din punct S, atunci toate celelalte raze care cad din acest punct pe oglindă se vor intersecta în punctul S1 după reflectare. Prin urmare, punctul S1 este imaginea punctului S. Pentru a construi geometric o imagine a unui punct, este suficient să cunoaștem direcția de propagare a două raze care emană din acest punct. Aceste raze pot fi alese complet arbitrar. Cu toate acestea, este mai convenabil să folosiți razele al căror curs după reflectarea din oglindă este cunoscut dinainte.

Să construim o imagine a punctului S într-o oglindă concavă. Pentru a face acest lucru, trageți două raze din punctul S. fascicul S.A. paralel cu axa optică a oglinzii; după reflectare va trece prin focarul oglinzii F. Să trecem o altă rază SB prin focarul oglinzii; reflectat de oglindă, va merge paralel cu axa optică. La punctul S1 ambele raze reflectate se vor intersecta. Acest punct va fi imaginea punctului S, toate razele reflectate de oglinda care vin din punctul S se vor intersecta în ea Imaginea unui obiect este compusă din imagini ale multor puncte individuale ale acestui obiect. Pentru a construi o imagine a unui obiect într-o oglindă concavă, este suficient să construiți o imagine a celor două puncte extreme ale acestui obiect. Imaginile punctelor rămase vor fi amplasate între ele. În figură, obiectul este reprezentat ca o săgeată AB. După ce am construit imaginile punctelor folosind metoda de mai sus A și B, obțineți o imagine a întregului obiect A1B1. Articol AB este situat în spatele centrului suprafeței sferice a oglinzii (în spatele punctului C). Imaginea lui A1B1 prins între focalizare F iar centrul suprafeței sferice a oglinzii C. În raport cu obiectul, acesta este redus și inversat. Imagine A1B1 reale, deoarece razele reflectate de oglindă se intersectează de fapt în puncte A1Şi B1. O astfel de imagine poate fi obținută pe ecran.

2.3.4. Imagine într-o oglindă sferică convexă.

Se numește oglindă sferică convex, dacă reflexia are loc de pe suprafața exterioară a segmentului sferic, adică dacă centrul oglinzii este mai aproape de observator decât marginile oglinzii.

Dacă un fascicul paralel de raze cade pe o oglindă convexă, atunci razele reflectate sunt împrăștiate, dar continuarea lor (linia punctată) se intersectează la focarul principal al oglinzii convexe. Adică, centrul principal al unei oglinzi convexe este imaginar.

Distanțelor focale ale oglinzilor sferice li se atribuie un anumit semn, pentru convex unde R este raza de curbură a oglinzii: OF=CF=-R/2.

Proprietatea oglinzilor concave de a focaliza un fascicul de lumină paralel cu axa lor este folosită în telescoapele reflectorizante. Acțiunea unui reflector se bazează pe fenomenul opus - transformarea într-o oglindă a unui fascicul de lumină dintr-o sursă situată în focalizare într-un fascicul paralel. Oglinzile utilizate în combinație cu lentilele formează un grup extins de sisteme de lentile oglindă. La lasere, oglinzile sunt folosite ca elemente ale rezonatoarelor optice. Absența aberațiilor cromatice a dus la utilizarea oglinzilor în monocromatoare (în special radiații infraroșii) și multe alte dispozitive.

Pe lângă instrumentele de măsură și optice, oglinzile sunt folosite și în alte domenii ale tehnologiei, de exemplu, în concentratoare solare, instalații solare și instalații de topire a zonei (funcționarea acestor dispozitive se bazează pe proprietatea oglinzilor concave de a concentra energia radiației). într-un volum mic). În medicină, cel mai comun dintre oglinzi este reflectorul frontal - o oglindă concavă cu o gaură în mijloc, concepută pentru a direcționa un fascicul îngust de lumină în ochi, ureche, nas, faringe și laringe. Oglinzile de diferite modele și forme sunt, de asemenea, folosite pentru cercetare în stomatologie, chirurgie, ginecologie etc.

Oglinzile concave sunt folosite pentru realizarea spoturilor: sursa de lumină este plasată în focarul oglinzii, razele reflectate provin din oglindă într-un fascicul paralel. Dacă luați o oglindă mare concavă, puteți obține o temperatură foarte ridicată la focalizare. Aici puteți amplasa un rezervor de apă pentru a obține apă caldă, de exemplu, pentru nevoile casnice folosind energia solară.

CU Folosind oglinzi concave, puteți direcționa cea mai mare parte a luminii emise de o sursă în direcția dorită. Pentru a face acest lucru, lângă sursa de lumină este plasată o oglindă concavă sau, așa cum se numește, un reflector. Așa sunt instalate farurile auto, proiecția și lanternele, precum și spoturile.

Sporul este format din două părți principale: o sursă de lumină puternică și o oglindă mare concavă. Cu locația sursei și a oglinzii indicate în figură, razele de lumină reflectate de oglindă călătoresc într-un fascicul aproape paralel.

Un reflector mare poate ilumina obiecte situate la o distanta de 10-12 km de la el. Un astfel de reflector este vizibil de la distanțe foarte mari dacă ochiul se află în zona fasciculului de lumină trimis de reflector. La construirea balizelor se folosesc spoturi puternice. În plus, în telescoapele reflectorizante se folosesc oglinzi concave, cu ajutorul cărora se observă corpurile cerești.

Partea practică

1. Studiul razelor paralele.

Scop: Să arătăm că razele paralele converg la focarul F și o sursă punctiformă de lumină plasată la F creează un fascicul de lumină paralel într-o oglindă concavă.

Dispozitive și materiale: oglindă concavă, sursă de lumină, lentilă colectoare,

Progresul lucrării:

Folosind un proiector cu trei fante, direcționați trei fascicule paralele pe o oglindă concavă (Fig. a).

Folosiți o riglă pentru a măsura distanța FP pentru a obține distanța focală. Pentru a ilustra principiul reversibilității luminii, plasați o sursă de lumină „punctivă” la F, focalizarea oglinzii (vezi Fig., b). Se formează un fascicul de lumină paralel.

Dacă raze paralele care nu sunt paralele cu axa optică principală incid pe oglindă, acestea vor fi focalizate în punctul F1, care se află direct sub F.

Concluzie: razele care rulează paralel cu axa optică se intersectează la focalizare.

Focalizarea unei oglinzi concave.

Scop: măsurarea distanței focale a unei oglinzi concave

Echipamente și materiale: oglindă concavă, sursă de lumină (fereastră într-o zi însorită), carton alb,

Progresul lucrării:

1. Îndreptați o oglindă concavă către o fereastră puternic luminată într-o zi însorită. Păstrați un carton alb între oglindă și fereastră așa cum se arată în imagine.

2. Mutați cartonul (sau oglinda) până când formează o imagine clară, răsturnată a ferestrei. Această imagine va apărea pe carton atunci când se află în planul focal. Măsurați distanța de la oglindă la carton cu o riglă.

3. Repetați focalizarea imaginii ferestrei de mai multe ori pentru a obține valori diferite.

4. Calculați distanța focală medie a oglinzii concave.

5. Există un punct C pe axa optică principală toate razele care emană din acesta cad pe oglindă în mod normal (perpendicular) și sunt reflectate prin același punct (Fig. a). Acest punct se numește centru de curbură Din oglindă și este centrul sferei din care face parte această oglindă. Distanța de la polul P al oglinzii la centrul de curbură C este cunoscută ca raza de curbură a unei oglinzi concave(Fig., b).

6. Este posibilă creșterea intensității luminii care vine în dreapta sursei prin plasarea sursei de lumină în punctul C, deoarece lumina din stânga lămpii, după ce a căzut pe oglindă, va fi reflectată înapoi prin C.

Concluzie: Am arătat teoretic și experimental că r = 2ƒ, aceasta înseamnă că distanța focală a unei oglinzi concave poate fi calculată și folosind formula ƒ = r/2.

Crearea unui reflector.

Scop: crearea practică a unui reflector

Echipamente și materiale: sursă de lumină puternică, oglindă mare concavă,

Progresul lucrării:

Un spot este format dintr-o sursă de lumină (o lampă care produce lumină nedirecțională sau cu unghi larg) și un reflector și/sau lentilă care concentrează lumina în direcția dorită. O oglindă parabolică sau hiperbolică (dacă este utilizată împreună cu o lentilă) este de obicei folosită ca reflector. Lentila este de obicei o lentilă Fresnel, ceea ce face posibilă obținerea unor dimensiuni și greutate mai mici decât utilizarea lentilelor convenționale. Proiectoarele concepute pentru a ilumina spațiile deschise necesită protecție obligatorie împotriva prafului și umezelii.

Proiectoarele cu halogenuri metalice sunt folosite pentru a ilumina nodurile feroviare și rutiere, platformele terminalelor aeriene, porturile maritime, piscinele și terenurile de fotbal.

Un spot este format dintr-o sursă de lumină (o lampă care produce lumină nedirecțională sau cu unghi larg) și un reflector și/sau lentilă care concentrează lumina în direcția dorită. O oglindă parabolică sau hiperbolică (dacă este utilizată împreună cu o lentilă) este de obicei folosită ca reflector.

Spoturile sunt folosite pentru iluminarea atât a interioarelor, cât și a spațiilor mari deschise. Sunt concepute pentru a ilumina stadioane, scene, piscine și fațade ale clădirilor. Puterea unor astfel de lămpi este selectată în funcție de zonă și de intensitatea estimată a luminii.

Principiul de funcționare a reflectorului: un bec este plasat în centrul unei oglinzi parabolice - ieșirea este un fascicul de lumină bine colimat. Pentru o mai mare eficienta, becul este acoperit cu o oglinda in exterior.

Imaginea arată calea razelor în acest sistem: roșu - razele reflectate direct dintr-o oglindă parabolică, albastru - reflectate mai întâi dintr-o oglindă sferică, al cărei centru coincide cu centrul becului: o astfel de oglindă returnează exact raza de unde a venit - dar o lanseaza in sens invers .

Raza de curbură r a unei oglinzi concave.

Scop: Măsurarea razei de curbură r a unei oglinzi concave.

Echipamente și materiale: oglindă concavă, sursă de lumină, riglă

Progresul lucrării:

Un obiect mic iluminat plasat în centrul curburii C al unei oglinzi concave trimite raze de lumină către oglindă, care apoi le reflectă înapoi în punctul C și formează o imagine inversată lângă obiect. Instalați dispozitivul și oglinda concavă așa cum se arată în figura a. Este necesar să înclinați ușor oglinda pe suport, astfel încât punctul de lumină să apară pe „ecran” lângă obiect.

Deplasați sursa de lumină spre (sau departe de) oglindă până când apare o imagine clară inversată lângă obiect. Folosind o riglă de măsurare, măsurați distanța de la polul P al oglinzii la obiect, care se află acum în punctul C.

Înregistrați valoarea lui r în tabelul cu rezultate. Repetați experimentul, dar de data aceasta păstrați sursa de lumină staționară și mutați oglinda pe suport până când imaginea este din nou perfect focalizată. Măsurați și înregistrați a doua valoare a lui r. Calculați valoarea medie a razei de curbură r.

3.5 Aplicarea oglinzilor sferice, cilindrice și parabolice

Puteți folosi o oglindă convexă pentru a vedea în jurul colțurilor.

Folosind o oglindă concavă foarte lungă, puteți încălzi apa într-un tub situat în centrul său.

Folosind un sistem de două oglinzi concave, pe parbrizul mașinii pot fi afișați diverși parametri. În munca mea, după ce am dezvăluit secretul oglinzilor strâmbe, m-am cufundat într-o lume magică.

Literatură:

Manuale Fizica - clasa a XI-a. (secțiunea de optică geometrică) V.A. Kasyanov.

Directorul unui paramedic, A. Shabanov, editura „Medicina”, Moscova, 1976.

Manual electronic „Open Physics 1.1” editat de profesorul MIPT S.M. Capră.

Manual de fizică, A.S. Enukhovich, Moscova „Iluminismul”. 1978

Manual de fizică și tehnologie, A.S. Enukhovich, Moscova, „Iluminismul”, 1989.

Landsberg G.S. Manual de fizică elementară. — Ed. a XIII-a. - M.: Fizmatlit, 2003. - T. 3. Oscilații și unde. Optica. Fizica atomică și nucleară. — P. 249-266. — 656 p.

Gershun A.L. Reflector electric // Dicționar enciclopedic al lui Brockhaus și Efron: în 86 de volume (82 de volume și 4 suplimentare). - Sankt Petersburg, 1890-1907.

În centrul atenției în Marea Enciclopedie Sovietică

Karyakin N. A. Dispozitive de iluminat de tip proiectoare și proiectoare, M.: 1966.

Trembach V.V. Dispozitive de iluminat, M.: 1972.

Aplicarea oglinzilor sferice http://kaf-fiz-1586.narod.ru/11bf/dop_uchebnik/curved_mirrors.htm

Istoria oglinzilor http://www.klintsy.ru/music/istorija-vozniknovevija-zerkal_2538.html

În această lecție veți învăța despre reflexia luminii și vom formula legile de bază ale reflexiei luminii. Să facem cunoștință cu aceste concepte nu numai din punctul de vedere al opticii geometrice, ci și din punctul de vedere al naturii ondulatorii a luminii.

Cum vedem marea majoritate a obiectelor din jurul nostru, deoarece nu sunt surse de lumină? Răspunsul vă este bine cunoscut la cursul de fizică de clasa a VIII-a. Vedem lumea din jurul nostru datorită reflectării luminii.

În primul rând, să ne amintim definiția.

Când un fascicul de lumină lovește interfața dintre două medii, experimentează reflexie, adică revine la mediul original.

Vă rugăm să rețineți următoarele: reflectarea luminii este departe de singurul rezultat posibil al comportamentului ulterioar al fasciculului incident, o parte din acesta pătrunde în alt mediu, adică este absorbit;

Absorbția luminii (absorbția) este fenomenul de pierdere a energiei de către o undă luminoasă care trece printr-o substanță.

Să construim o rază incidentă, o rază reflectată și o perpendiculară pe punctul de incidență (Fig. 1.).

Orez. 1. Fascicul incident

Unghiul de incidență este unghiul dintre raza incidentă și perpendiculară (),

Unghi de alunecare.

Aceste legi au fost formulate pentru prima dată de Euclid în lucrarea sa Catoptrics. Și ne-am familiarizat deja cu ei în cadrul programului de fizică de clasa a VIII-a.

Legile reflexiei luminii

1. Raza incidentă, raza reflectată și perpendiculara pe punctul de incidență se află în același plan.

2. Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.

Legea reflexiei luminii presupune reversibilitatea razelor de lumină. Adică, dacă schimbăm locurile fasciculului incident cu cel reflectat, atunci nimic nu se va schimba din punctul de vedere al traiectoriei fluxului luminos.

Gama de aplicații a legii reflexiei luminii este foarte largă. Acesta este și faptul cu care am început lecția că vedem majoritatea obiectelor din jurul nostru în lumină reflectată (luna, un copac, o masă). Un alt exemplu bun de utilizare a reflexiei luminii sunt oglinzile și reflectoarele de lumină (reflectoarele).

Reflectori

Să înțelegem principiul de funcționare al unui reflector simplu.

Reflector (din greaca veche kata - un prefix cu sensul efortului, fos - „lumină”), retroreflector, pâlpâire (din engleză flick - „clipi”) - un dispozitiv conceput pentru a reflecta un fascicul de lumină către sursă cu dispersie minimă.

Fiecare biciclist știe că călătoria pe timp de noapte fără reflectoare poate fi periculoasă.

Flicker-urile sunt, de asemenea, folosite în uniformele lucrătorilor rutieri și ale polițiștilor rutieri.

În mod surprinzător, proprietatea reflectorului se bazează pe cele mai simple fapte geometrice, în special pe legea reflexiei.

Reflexia unui fascicul de pe o suprafață oglindă are loc conform legii: unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie. Luați în considerare o carcasă plată: două oglinzi formând un unghi de 90 de grade. O rază care călătorește într-un plan și lovind una dintre oglinzi, după reflectarea din a doua oglindă, va merge exact în direcția în care a venit (vezi Fig. 2).

Orez. 2. Principiul de funcționare al reflectorului de colț

Pentru a obține un astfel de efect în spațiul tridimensional obișnuit, este necesar să plasați trei oglinzi în planuri reciproc perpendiculare. Luați un colț al unui cub cu o margine sub forma unui triunghi obișnuit. O rază care lovește un astfel de sistem de oglinzi, după reflectarea din trei planuri, va merge paralel cu raza care ajunge în direcția opusă (vezi Fig. 3.).

Orez. 3. Reflector de colț

Reflecția va avea loc. Acest dispozitiv simplu, cu proprietățile sale, este numit reflector de colț.

Să luăm în considerare reflexia unei unde plane (o undă se numește plană dacă suprafețele de fază egală sunt plane) (Fig. 1.)

Orez. 4. Reflexia undelor plane

În figură - o suprafață și - două raze ale unei unde plane incidente, acestea sunt paralele între ele, iar planul este o suprafață de undă. Suprafața de undă a undei reflectate poate fi obținută prin desenarea învelișului undelor secundare, ai căror centre se află la interfața dintre medii.

Secțiuni diferite ale suprafeței undei nu ajung la limita reflectorizante în același timp. Excitarea oscilațiilor într-un punct va începe mai devreme decât într-un punct pentru o perioadă de timp. În momentul în care unda ajunge într-un punct și excitația oscilațiilor începe în acest punct, unda secundară centrată în punct (raza reflectată) va fi deja o emisferă cu o rază. . Pe baza a ceea ce tocmai am notat, această rază va fi, de asemenea, egală cu segmentul.

Acum vedem: , triunghiuri și sunt dreptunghiulare, ceea ce înseamnă . Și, la rândul său, există unghiul de incidență. A este unghiul de reflexie. Prin urmare, obținem că unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie.

Deci, folosind principiul lui Huygens, am demonstrat legea reflexiei luminii. Aceeași dovadă poate fi obținută folosind principiul lui Fermat.

Ca exemplu (Fig. 5), este prezentată reflexia de pe o suprafață ondulată, rugoasă.

Orez. 5. Reflectare de pe o suprafață aspră, ondulată

Figura arată că razele reflectate merg într-o varietate de direcții. La urma urmei, direcția perpendicularei pe punctul de incidență va fi diferită pentru diferite raze și, în consecință, atât unghiul de incidență, cât și unghiul de reflexie vor fi de asemenea. diferit.

O suprafață este considerată neuniformă dacă dimensiunea neregulilor sale nu este mai mică decât lungimea undelor luminoase.

O suprafață care va reflecta razele uniform în toate direcțiile se numește mată. Astfel, o suprafață mată ne garantează o reflexie împrăștiată sau difuză, care apare din cauza denivelărilor, rugozității și zgârieturilor.

O suprafață care dispersează lumina uniform în toate direcțiile se numește complet mată. În natură nu vei găsi o suprafață complet mată, totuși, suprafața de zăpadă, hârtie și porțelan este foarte aproape de ele.

Dacă dimensiunea neregularităților suprafeței este mai mică decât lungimea de undă a luminii, atunci o astfel de suprafață va fi numită oglindă.

Când este reflectat de o suprafață oglindă, paralelismul fasciculului este menținut (Fig. 6).

Orez. 6. Reflecția de pe suprafața unei oglinzi

Suprafața netedă a apei, sticlei și metalului lustruit este aproximativ ca o oglindă. Chiar și o suprafață mată se poate dovedi ca o oglindă dacă modificați unghiul de incidență al razelor.

La începutul lecției, am vorbit despre faptul că o parte a fasciculului incident este reflectată, iar o parte este absorbită. În fizică, există o mărime care caracterizează ce fracție din energia unui fascicul incident este reflectată și ce este absorbită.

Albedo

Albedo este un coeficient care arată ce fracție din energia unui fascicul incident este reflectată de suprafață (din latinescul albedo - „alb”) - o caracteristică a reflectivității difuze a unei suprafețe.

Sau, cu alte cuvinte, aceasta este ponderea exprimată ca procent din energia radiației reflectate din energia care ajunge la suprafață.

Cu cât albedo este mai aproape de o sută, cu atât mai multă energie este reflectată de la suprafață. Este ușor de ghicit că coeficientul de albedo depinde în special de culoarea suprafeței, energia se va reflecta mult mai bine de la o suprafață albă decât de la una neagră.

Zăpada are cel mai mare albedo pentru substanțe. Este de aproximativ 70-90%, în funcție de noutatea și varietatea sa. Acesta este motivul pentru care zăpada se topește încet în timp ce este proaspătă, sau mai degrabă albă. Valorile albedo pentru alte substanțe și suprafețe sunt prezentate în Figura 7.

Orez. 7. Valoarea albedo pentru unele suprafețe

Un exemplu foarte important de aplicare a legii reflexiei luminii sunt oglinzile plane - o suprafață plană care reflectă în mod specular lumina. Ai astfel de oglinzi în casa ta.

Să ne dăm seama cum să construim o imagine a obiectelor într-o oglindă plată (Fig. 8).

Orez. 8. Construirea unei imagini a unui obiect într-o oglindă plană

O sursă punctiformă de raze care emit lumină în direcții diferite, să luăm două raze apropiate incidente pe o oglindă plană. Razele reflectate vor merge ca și cum ar veni dintr-un punct care este simetric cu punctul relativ la planul oglinzii. Cel mai interesant lucru va începe atunci când razele reflectate ne lovesc ochiul: creierul nostru însuși completează fasciculul divergent, continuându-l în spatele oglinzii până la punct.

Ni se pare că razele reflectate vin din punct.

Acest punct servește ca imagine a sursei de lumină. Desigur, în realitate, nimic nu strălucește în spatele oglinzii, este doar o iluzie, motiv pentru care acest punct se numește imagine imaginară.

Locația sursei și dimensiunea oglinzii determină câmpul vizual - regiunea spațiului din care este vizibilă imaginea sursei. Zona de vedere este definită de marginile oglinzii și .

De exemplu, te poți uita în oglinda din baie dintr-un anumit unghi, dar dacă te îndepărtezi de ea în lateral, nu te vei vedea pe tine sau pe obiectul la care vrei să te uiți.

Pentru a construi o imagine a unui obiect arbitrar într-o oglindă plană, este necesar să construiți o imagine a fiecăruia dintre punctele sale. Dar dacă știm că imaginea unui punct este simetrică față de planul oglinzii, atunci imaginea obiectului va fi simetrică față de planul oglinzii (Fig. 9.)