3. Reflecția luminii
4. Oglindă plată
5. Oglinda și imaginea împrăștiată
6. Refracția luminii
8. Imaginile date de lentilă
Lumina. Surse de lumină
Lumina ... importanța ei în viața noastră este foarte mare. Este greu să-ți imaginezi o viață fără lumină. La urma urmei, toată viața se naște și se dezvoltă sub influența luminii și a căldurii.
Activitatea umană în primele perioade ale existenței sale - obținerea hranei, protejarea de inamici, vânătoarea - era dependentă de lumina zilei. Apoi omul a învățat să extragă și să mențină focul, a început să lumineze casa, să vâneze cu torțe. Dar, în toate cazurile, activitățile sale nu au putut continua fără acoperire.
Lumina trimisă de corpurile celeste a făcut posibilă determinarea locului și a mișcării soarelui, a stelelor, a planetelor, a lunii și a altor sateliți. Investigațiile fenomenelor ușoare au ajutat la crearea dispozitivelor cu ajutorul cărora au învățat despre structura și chiar despre compoziția corpurilor celeste situate pe Pământ la o distanță de multe miliarde de kilometri. Conform observațiilor din telescop și fotografii ale planetelor, ei au studiat acoperirea cloud, caracteristicile suprafeței, viteza de rotație. Se poate spune că știința astronomiei a apărut și sa dezvoltat prin lumină și viziune.
Studiul luminii se bazează pe crearea iluminatului artificial, atât de necesar pentru om. Lumina este necesară peste tot: siguranța traficului este asociată cu utilizarea farurilor, a iluminării rutiere; în tehnologie militară, sunt utilizate rachete luminoase și proiectori; iluminarea normală a locului de muncă contribuie la creșterea productivității muncii; lumina soarelui crește rezistența organismului la boli, îmbunătățește starea de spirit a unei persoane.
Ce este lumina? De ce și cum o percepem?
Secțiunea de știință dedicată studiului luminii este numită și optica (din optosul grec - vizibil, vizibil).
Luminile (optice) sunt generate de surse de lumină.
Există surse de lumină naturală și artificială. Sursele naturale de lumină sunt precum soarele, stelele, luminile polare, trăsnetul; la lămpi artificiale - lămpi, lumânări, televiziune și altele.
Sursa de lumină pe care o vedem pentru că numele radiației pe care o creăm vine în ochii noștri. Dar vedem și corpuri care nu sunt surse de lumină - arbori, case, pereți de cameră, luna, planete etc. Cu toate acestea, le vedem numai atunci când sunt iluminate de surse de lumină. Radiația care provine din surse de lumină, care cade pe suprafața obiectelor, își schimbă direcția și intră în ochi.
2. Propagarea luminii
Optica este una dintre cele mai vechi stiinte.
Cu mult înainte de a ști ce lumină este, unele dintre proprietățile sale au fost descoperite și folosite în practică.
Pe baza observațiilor și a experimentelor, s-au stabilit legile propagării luminii, în timp ce sa folosit conceptul de rază de lumină.
LUCH - această linie, de-a lungul căreia se răspândește lumina.
Legea propagării luminii rectilinii.
Lumina într-un mediu omogen transparent se întinde de-a lungul liniilor drepte.
Pentru legea dată este posibil să se ia în considerare un exemplu - formarea unei umbre:
Dacă vrem ca lumina de la lampă să nu ajungă în ochii noștri, putem să o împiedicăm cu mâna sau să punem pe umbră lampa. Dacă lumina nu s-a răspândit în linii drepte, atunci ar fi capabil să rotunjim marginile obstacolului și să ne aducem în ochi. De exemplu, sunetul nu poate fi "blocat" de mână, el va ocoli acest obstacol și îl vom auzi.
Să luăm în considerare acest fenomen experimental.
Luați becul de la lanternă. Vom instala ecranul la o anumită distanță de el. Lampa iluminează complet ecranul. Plasați un corp opac între becul și ecran (de exemplu, o bilă metalică). Acum, pe ecran apare un cerc întunecat, deoarece în spatele mingii se formează o umbră - un spațiu în care lumina nu ajunge de la sursă.
Dar umbra clar descrisă, care se obține în experiența descrisă, pe care o vedem în viață nu este întotdeauna. Dacă dimensiunea sursei de lumină este mult mai mare, atunci se va forma o umbră în jurul umbrei. Dacă ochiul nostru era în zona umbrei, atunci n-am fi văzut sursa de lumină, iar din zona penumbra am fi văzut una dintre marginile sale. Legea propagării luminii a fost folosită de vechii egipteni pentru a stabili în coloane drepte, poli, ziduri. Ei au aranjat coloanele astfel încât toate celelalte să nu fie vizibile din cauza coloanei apropiate ochiului.
3. Reflecția luminii
Să direcționăm de la sursa de lumină la ecran un fascicul de lumină. Ecranul va fi aprins, dar nu vom vedea nimic între sursă și ecran. Dacă ați pus o bucată de hârtie între sursă și ecran, acesta va fi vizibil. Acest lucru se întâmplă deoarece radiația, care ajunge la suprafața frunzei, reflectă, își schimbă direcția și cade în ochii noștri. Întregul fascicul de lumină devine vizibil dacă aerul este impregnat între ecran și sursa de lumină. În acest caz, particulele de praf reflectă lumina și o direcționează în ochii observatorului.
Legea reflectării luminii:
Razele incidente și reflectate se află în același plan cu perpendicularul față de suprafața de reflexie, revenite la punctul de incidență al fasciculului.
Să presupunem că linia MN este suprafața oglinzii, AO este oglinda incidentului și OB este raza reflectată, iar OC este perpendicular pe suprafața oglinzii la punctul de incidență al razei.
Unghiul format de raza incidentă AO și OS perpendiculară (unghiul AOS) se numește unghiul de incidență. Denumiți-o cu litera α ("alpha"). Unghiul format de raza reflectată OB și același OC perpendicular (adică, unghiul OWL) se numește unghiul de reflexie, este marcat cu litera β ("beta").
Deplasând sursa de lumină de-a lungul marginii discului, modificăm unghiul de incidență al fasciculului. Repetăm experimentul, dar acum vom observa de fiecare dată unghiul de incidență și unghiul de reflexie corespunzător.
Observațiile și măsurătorile arată că pentru toate valorile unghiului de incidență, egalitatea dintre acesta și unghiul de reflexie este păstrată.
Deci, a doua lege a reflectării luminii spune: unghiul de reflecție este egal cu unghiul de incidență.
4. Oglindă plată
O oglindă a cărei suprafață este un plan se numește o oglindă plată.
Când obiectul se află în fața oglinzii, se pare că în spatele oglinzii este același obiect, ceea ce vedem în spatele oglinzii se numește imaginea obiectului.
Pentru început, să explicăm modul în care ochiul în sine percepe obiectul însuși, de exemplu, o lumânare. Din fiecare punct al sabii, razele de lumină se deosebesc în toate direcțiile. Unele dintre ele lumină divergentă intră în ochi. Ochiul vede (percepe) punctul din locul unde vin razele; în locul intersecției lor, unde punctul nu se află într-adevăr.
Privind în oglindă, vedem imaginea imaginară a feței lui.
Să aranjăm o bucată de sticlă plană vertical - va servi ca o oglindă. Dar din moment ce geamul este transparent, vom vedea ce se află în spatele lui. Pune o lumânare aprinsă în fața paharului. În pahar vom vedea imaginea lui. Pe cealaltă parte a paharului (unde vedem imaginea) vom pune aceeași lumânare, dar nu luminată, și o mutați până când se pare că este aprinsă. Aceasta va însemna că imaginea luminii aprinse este situată acolo unde există o lumanare neîncălzită.
Măsurăm distanța de la lumânare la sticlă și de la sticlă la imaginea lumânării. Aceste distanțe vor fi aceleași.
Experiența arată, de asemenea, că înălțimea imaginii lumanii este egală cu înălțimea luminii în sine, i. E. Dimensiunile imaginii într-o oglindă plată sunt egale cu dimensiunile obiectului.
Deci, experiența arată că imaginea obiectului într-o oglindă plan are următoarele caracteristici: imaginea este imaginar, direct, egal cu dimensiunea subiectului, este aceeași distanță în spatele oglinzii pe care obiectul se află în fața oglinzii.
Imaginea din oglinda plată are încă o caracteristică. Uită-te la imaginea mâinii tale drepte într-o oglindă plată, degetele de pe imagine sunt poziționate ca și cum ar fi o mână stângă.
5. Oglinda și imaginea împrăștiată
Într-o oglindă plată vedem o imagine care diferă puțin de obiectul în sine. Acest lucru se datorează faptului că suprafața oglinzii este netedă și netedă, iar oglinda reflectă cea mai mare parte a incidentului luminos de pe ea (70-90%).
Suprafața oglinzii reflectă fasciculul incident al luminii care apare pe acesta. Să lăsăm, de exemplu, un fascicul de raze paralele de la Soare să cadă pe o oglindă. Razele sunt de asemenea reflectate de un fascicul paralel.
Orice nu este o oglindă, adică suprafața grosieră, nonsmooth difuzează lumina: reflectă un fascicul de raze paralele care intră în ea în toate direcțiile. Acest lucru se explică prin faptul că suprafața aspră constă dintr-un număr mare de suprafețe plane foarte mici, dispuse aleatoriu, în unghiuri diferite unul față de celălalt. Fiecare suprafață plană mică reflectă lumina într-o anumită direcție. Dar toți împreună direcționează razele reflectate în direcții diferite, adică împrăștie lumină în direcții diferite.
6. Refracția luminii
O lingură sau un creion, aruncat într-un pahar de apă, pare să fie rupt la limita dintre apă și aer. Acest lucru poate fi explicat doar prin faptul că razele de lumină care intră în linguri au o direcție diferită în apă decât în aer.
Modificarea direcției de propagare a luminii în timp ce trece prin limita a două medii se numește refracție a luminii.
Când raza trece de la sticlă (apă) în aer, unghiul de refracție este mai mare decât unghiul de incidență.
Abilitatea de a refracta razele în medii diferite este diferită. De exemplu, un diamant refractă razele luminoase mai puternic decât apa sau sticla.
Dacă o rază de lumină cade pe suprafața unui diamant la un unghi de 60 *, atunci unghiul de refracție a fasciculului este de aproximativ 21 *. La același unghi de incidență al fasciculului pe suprafața apei, unghiul de refracție este de aproximativ 30 *.
Când raza trece de la un mediu la altul, lumina este refracționată în funcție de următoarele poziții:
1. razele incidente și refractare se află în același plan cu perpendicularul tras la punctul de incidență a fasciculului în planul de separare a celor două medii.
2. În funcție de mediul în care trece raza, unghiul de refracție poate fi mai mic sau mai mare decât unghiul de incidență.
Reflexia și refracția luminii sunt folosite pentru a schimba direcția razelor sau, cum se spune, pentru a controla fasciculele luminoase. Aceasta este baza pentru crearea de instrumente optice speciale, cum ar fi un proiector, o lupă, un microscop, o cameră foto și altele. Partea principală a majorității acestora este lentila.
În optică, lentilele sferice sunt cele mai des utilizate. Astfel de lentile sunt corpuri din sticlă optică sau organică, limitate de două suprafețe sferice.
Lentilele sunt diferite, limitate pe o parte de o sferică, iar pe de altă parte printr-o suprafață plană sau concavă-convexă, dar cel mai adesea folosită este convexă și concavă.
O lentilă convexă convertește o rază de raze paralele într-o convergentă, colectând-o într-un singur punct. Prin urmare, o lentilă convexă se numește lentilă de colectare.
O lentilă concavă convertește un fascicul de raze paralele într-unul divergent. Prin urmare, o lentilă concavă se numește o lentilă împrăștiată.
Am luat în considerare lentilele delimitate de suprafețele sferice de ambele părți. Dar lentilele sunt de asemenea fabricate și utilizate, limitate pe o parte de o lentilă sferică, iar pe de altă parte o suprafață plană sau lentile concave-convexe. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, lentilele sunt colectate sau împrăștiate. Dacă partea mediană a obiectivului este mai groasă decât marginile sale, atunci se colectează razele și, dacă este mai subțire, se disipează.
8. Imaginile date de lentilă
Cu ajutorul unui obiectiv, puteți controla razele de lumină. Cu toate acestea, cu ajutorul unui obiectiv, nu puteți numai să colectați și să împrăștiați razele de lumină, ci și să obțineți o varietate de imagini de obiecte. Datorită acestei capacități a lentilelor, acestea sunt utilizate pe scară largă în practică. Deci, obiectivul din camera video oferă o creștere de sute de ori, iar în cameră, de asemenea, obiectivul oferă o imagine redusă a subiectului fotografiat.
1. Dacă obiectul se află între obiectiv și focalizare, imaginea sa este mărită, imaginară, directă și este localizată mai departe de obiect decât obiectul.
O astfel de imagine este obținută atunci când se utilizează o lupă atunci când se montează un ceas, se citește un text mic, etc.
2. Dacă obiectul se află între focalizare și focalizarea dublă a obiectivului, obiectivul îi conferă o imagine reală mărită, inversată; este situat pe cealaltă parte a lentilei în raport cu obiectul, în spatele unei lungimi focale duble.
O astfel de imagine este utilizată într-un aparat de proiecție, într-o cameră video.
3. Obiectul se află în spatele distanței duble a obiectivului.
În acest caz, obiectivul oferă o imagine reală redusă, inversată, a obiectului care se află pe cealaltă parte a obiectivului între Fox și focalizarea dublă.
O astfel de imagine este folosită în echipamentul fotografic.
O lentilă cu mai multe suprafețe convexe reflectă razele mai puternic decât un obiectiv cu o mai mică curbură. Prin urmare, distanța focală a obiectivului mai convex este mai mică decât cea a unei lentile mai puțin convexe. Un obiectiv care are o distanță focală mai mică creează o mărire mai mare decât o lentilă cu foc mare.
Creșterea obiectului va fi cea mai mare, cu cât obiectul este mai aproape de focalizare. Prin urmare, cu ajutorul lentilelor este posibil să se obțină imagini cu o mărire mare și foarte mare. În mod similar, este posibil să se obțină imagini cu o altă reducere.
1. Lumină. Surse de lumină.
2. miopie și hipermetropie. Puncte.
3. Lumină. Editat de N.A. locul nașterii