Отражение и преломление. Световые явления

Отражение и преломление света

Благодаря
зрению
мы видим
окружающий
нас мир
Свет - излучение, видимое глазом.
Свет
Солнца -
основа
жизни на
нашей
планете
Свет
далёких звёзд
рассказывает
об истории
Вселенной
Видимый свет
обладает энергией,
которая поглощается
телами
Оптика -
раздел
физики,
изучающий свет

Источники света
Естественные: Искусственные:
Солнце и звёзды.
Полярные сияния.
Светящиеся насекомые.
Глубоководные рыбы.
Растения, гнилушки.
Молния. Фосфор.
«Огни святого Эльма».
Костёр, свечи, факелы.
Электрические лампы.
Рекламные газосветные
трубки.
Свечение экрана ТВ.
Люминесцентные
краски.
Почему мы видим не только источники света, но и несветящиеся тела?

Виды
полярных сияний
Однородная полоса
Лучи
Складчатые ленты
Спирали из лент
Однородная дуга
Вертикальные полосы
Диффузное пятно
Дуги и полосы
Веерные ленты
Спиральные ленты
Сложная форма из лент
Спирали и ленты со складками

1
3
Свечение живых организмов:
Плесневые грибы. 2. Глубоководные черви (сильно увеличено). 3. Глубоководные рыбы. 4. Кальмар.
Назовите примеры естественного свечения в окружающей жизни
4
2

Тень и полутень
Луч – линия, вдоль которой распространяется свет
Свет в однородной прозрачной среде
распространяется прямолинейно
Д о к а з а т е л ь с т в о :
образование
тени и полутени

Солнечные
и лунные
затмения
Объясните причину
затмений, используя
схемы

фАЗЫ ЛУННОГО ЗАТМЕНИЯ
Оренбург, июль 2001 г.
Снимки Ильясова А.Н.

Какое астрономическое событие случилось перед походом князя Игоря
на половцев? («Слово о полку игореве») ? Как к этому относились люди?

Проверь себя!
А. Распространение света от источника к приёмнику осуществляется…
1. посредством переноса вещества.
2. путем передачи энергии излучением, видимым глазам.
3. через особую среду, окружающую тела.
Б. Луч света в прозрачной однородной среде…
1. распространяется по произвольным, сложной формы линиям.
2. распространяется прямолинейно.
В. Источники света бывают… X. естественные и Y. искусственные.
Выберите из приведённого списка X и Y:
1. Костёр. 2. Солнце. 3. Уличный светильник. 4. Светлячок.
5. Электросварка. 6. Собака Баскервилей. 7. Гнилушка.
Г. Образование тени от предмета является доказательством…
1. наличия источника света.
2. прямолинейности распространения света.
Д. Полутень образуется в том случае, если…
1. свет попадает на предмет от точечного источника света.
2. источник света имеет значительные размеры с учётом
расстояния до предмета и его размеров.
ОТВЕТЫ: А2; Б2; ВХ247; ВY1356; Г2; Д2.

Законы отражения света
Отражение – изменение направления луча на границе непрозрачной среды
Первый закон:
Луч падающий и
луч отражённый
лежат в одной
плоскости с
перпендикуляром
к отражающей
поверхности в
точке падения
луча.
Второй закон
Угол падения луча
равен углу его
отражения.
< АОС - угол падения,
< ВОС – угол отражения.
ОС – перпендикуляр к
поверхности в точке
падения луча.
< α = < β
Какие три явления происходят при отражении света?

1
2
Задача 1
Сходящийся пучок
света падает на
плоское зеркало.
Перенесите рисунок в тетрадь с сохранением масштаба и пост-ройте в тетради отражённый
пучок света.
Задача 2
Расходящийся пучок света падает
па поверхность воды.
Перенесите рисунок в тетрадь с
сохранением масштаба и пост-
ройте в тетради отражённый
пучок света.
Принцип обратимости луча

Проверь себя!
Перечертить в тетрадь и построить
для каждого случая положение отра-
жённого или падающего луча.
На заднем колесе велосипеда
имеется устройство («катафот»),
отражающее лучи автомобиль-
ных фар обратно к нагоняющему
его автомобилю.
Простейший отражатель для
этой цели состоит из двух вза-
имно перпендикуляр-
ных плоских зеркал.
Д о к а ж и т е:
падающие на такие
зеркала лучи отража-
ются в направлении,
противоположном
их падению.

Плоское зеркало
Любая плоская гладкая поверхность, хорошо отражающая свет
Каким удивительным свойством обладает зеркало?
Будет ли помещённый в воде предмет
(рис.б) отражаться в воздухе, как домик
(рис.а) - в воде?
Где получается изображе-
ние в зеркале? Выполните
чертёж.
а)
б)
Какие особенности имеет изображение предмета в плоском зеркале?

Имеется ли различие между предметом и его изображением?

Сравните два вида отражения :
зеркальное
рассеянное
Нарушаются ли в случае рассеяния света законы отражения ?

1
2
Задача 1
Задача 2
Человек смотрит на
горящую свечу через
два зеркала.
Где будет изображение?
Схему перенесите в тетрадь
и нарисуйте изображение
свечи.
Подтвердите домашним экспериментом.
Человек смотрит на
горящую свечу через
два зеркала.
Где будет изображение?
Схему перенесите в тетрадь
и нарисуйте изображение свечи.
Каким будет изображение?
В чём отличие от 1-го случая?

Зеркальная эстафета
1
2
3
4
5
6
7
Задание:
Поставить плоские зеркала
так, чтобы
отражённые лучи
совпали с
изображёнными
на рисунке.
Сколько
зеркал
необходимо?
Имеет ли
значение
цвет
света?

?
Подумай и ответь!
Можно ли осветить фонарём изображение предмета в зеркале, хотя за зеркалом ни-какого предмета нет? Проверьте опытом.
Какой минимальной высоты должно
быть зеркало, чтобы увидеть себя в
полный рост? Сделайте чертёж.
Почему
рука не
обжигается
пламенем
свечи?
В чём
фокус?
?

Надо провести крайние лучи от точек А и В, попадающие на зеркало (его точки M и N).
Там, где отражённые пучки накладыва-
ются, и будет область полного виде-
ния предмета АВ. Размеры
зеркала имеют сущест-
венное значение.
ПРОВЕРЬТЕ СВОЁ РЕШЕНИЕ.

Зеркальные фокусы
Глядя на отра-
жение своей
руки в зеркале,
написать свою
фамилию.
Два зеркала укреп-
лены в оправе под
углом 900 друг к
другу. Каким увидит
себя глядящий
в зеркало?
Изобретён в Англии в 1816 г.
Д. Брюстером.
Вариантов узо-ров из 20 цвет-ных стёклышек
~ 1020!
Объясните устройство калейдоскопа.
Смотрю – и что ж в моих глазах?
В фигурах разных и звездах
Сапфиры, яхонты, топазы.
И изумруды, и алмазы,
И аметисты, и жемчуг,
И перламутр – всё вижу вдруг!
Лишь сделаю рукой движенье –
И новое в глазах явленье! (А. Измайлов, 1818 г.)
А если 2 зеркала - стоят строго
параллельно?

Два зеркала укреплены
между собой под углом 720 друг к другу. При вдвигании между ними карандаша получается 5 изображений.
Почему?
Если между зеркалами находится предмет 1, то виден не только он, но и его отражения в зеркалах 2, 3. Каждое зеркало посылает ещё изображение, отражённое его соседом 4, 5. В результате, кроме предмета, видны ещё 4 от- ражения в разных поворотах.

Домашний эксперимент
Поставьте вертикально на стол два карманных зеркальца под углом друг к другу.
Положите между зеркалами рисунок простой фигуры (ёлочка, дом).
Изменяя угол между зеркалами убедитесь, что число изображений
меняется.
Сколько изображений получается при углах 900? 720? 600?
Этот способ получения узоров используется для составления орнамен-
тов, рисунков ковров, обоев, тканей, театральных декораций.
1
2
Сосчитайте количество
изображений на рисунках 1 и 2.
Под каким углом
находятся зеркала?
Заметьте: изображения
получаются под разными
углами зрения!

большим успехом пользовался «Дворец иллю-
зий» - нечто вроде большого вращающегося калейдоскопа.
Это был 6 - угольный зал с идеально зеркальными стенами.
В углах зала были вырезаны вращающиеся трёхгранные зеркала с декорациями, которые заменялись соответственно углам 1, 2, 3. Все углы 1 заключали в себе обстановку тропического леса. Углы 2 - обстановку арабского зала,
углы 3 – индийского храма.
Одним движением скрытого механизма, поворачивающего углы, тропический лес превращался в индийский храм или арабский зал.
Весь эффект основан на отражении световых лучей.
Зритель внутри такого зала видел многократное
отражение людей в бесконечной анфиладе
залов. Различались залы 12- го отражения!
Видимый горизонт зрителя охватывал 468
залов. Эффект бесчисленных отражений
усиливался мгновенной переменой декораций.
Секрет "Дворца и л л ю з и й"
На всемирной выставке в Париже

Проверь себя!
А. Световой луч – это… Б. Плоское зеркало – это… В. Отражение – это…
1. изменение направления луча на границе непрозрачной среды.
2. линия, вдоль которой распространяется свет.
3. гладкая плоская поверхность.
Тень, отброшенная предметом, освещённым…
Г. точечным источником… Д. протяжённым источником…
1. окружена полутенью. 2. имеет резкие очертания.
Е. Размеры тени, отбрасываемой предметом,…
1. при удалении от него точечного источника,..
2. при увеличении размеров источника…
а) увеличиваются. б) уменьшаются. в) не изменяются.
Ж. Если параллельный пучок света падает на…
1. очень гладкую поверхность, то… 2. шероховатую поверхность, то…
после отражения лучи идут…
а) по всевозможным направлениям. б) параллельным пучком.
Такое отражение называется…
в) рассеянным. г) зеркальным.
З. При этом для каждого луча законы отражения…
1. выполняются. 2. не выполняются. 3. выполняются для некоторых.
ОТВЕТЫ: А2; Б3; В1; Г2; Д1; Е1б; Е2б; Ж1бг; Ж2ав; З1.

Оптический лабиринт
?

Задачи на отражение
4
400
Под каким углом надо
поставить зеркало, чтобы осветить вход в подъезд? Высота Солнца над горизонтом 400.
На какой угол
Надо повернуть зеркало
На какой угол надо повернуть зерка-
ло, чтобы солнечный зайчик «пере-
прыгнул» в окно второго этажа?
Под каким углом к горизонту надо
расположить зеркало, чтобы осве-
тить вход в пещеру?

Преломление света
Это изменение направления луча при переходе из одной
прозрачной среды в другую.

Задание 1
Задание 2
Луч из воздуха попадает в воду,
где находится плоское зеркало.
1. Найдите дальнейший ход луча.
2. Постройте ход луча в тетради с
соблюдением масштаба.
3. Как и где он обнаружится?
4. Какие изменения происходят с
лучом?
Луч из воды попадает в воздух,
где находится плоское зеркало.
Найдите дальнейший ход луча.
Постройте ход луча в тетради с
соблюдением масштаба.
3. Что будет, если направление
хода луча изменить на обратное?
Проверь себя!

В опыте установлено:
В прозрачных средах свет распространяется с разной скоростью.
Самая большая скорость – в вакууме (300 000 км/с).
Среда считается оптически более плотной, если скорость света
в ней меньше, чем в данной среде.
В более плотной оптической среде всегда угол падения и прелом-
ления меньше, чем в менее плотной среде.
Постройте отражённый и преломлённый лучи в приведённых случаях :
1

Охотник целится в камень на дне пруда. Как надо
целиться, чтобы пуля
попала в камень?
Аквалангист из ружья для
подводной охоты хочет
попасть стрелой в яблоко, висящее над водой.
Как надо целиться,
чтобы стрела
попала в
яблоко?
Сообрази !

Преломление в призме
В призме
входящий
луч всегда
отклоняется
к её
основанию.
Какую роль исполняют
призмы 1 – 4 в
разных
оптических
устройствах?
600

В «чёрных ящиках» находятся одна или две призмы.
Нарисуйте расположение призм в них, используя ход лучей,
падающих и выходящих из ящика.
П о д с к а з к а :

Как сделать видимым кусочек
сахара, лежащий на дне чашки,
ничего не сдвигая?
Начертите
примерный
ход лучей
Световой луч попадает на полую призму,
находящуюся в сосуде с водой. Пренебрегая
толщиной граней стекла призмы, начертите в тетради примерный ход лучей внутри призмы
и по выходе из неё.
Сообрази!
Начертите
ход лучей
в призмах.
Какая из призм будет
называться
поворотной?

Солнечный свет - сложный !
Это доказано И. Ньютоном (1666 г.) в эксперименте.
Он использовал призму и солнечный свет, который
проникал в комнату через узкое отверстие в ставне.
На экране возникала разноцветная полоска света.
Её принято называть спектром белого света.
Подумайте…
1. В спектре белого света
принято различать 7
основных цветов:
красный, оранжевый,
жёлтый, зелёный, го-
лубой, синий и фио-
летовый.
Почему из белого
света получилось 7
цветных излучений?
2. Зачем в опыте постав-
лена вторая призма?
3. Только ли белый свет
сложный?
4. От чего зависят цвета
различных тел?

Какая физическая ошибка допущена в рисунке?
« Каждый
охотник
желает
знать,
где сидит
фазан»
Где происходит разложение белого
света на простые лучи?
Чтобы запомнить последовательность
лучей в спектре, предлагается
следующая фраза:

Цвета тел
Определяются теми простыми цветными лучами, которые лучше
всего рассеиваются или пропускаются данным телом
Зелёный непрозрачный предмет лучше всего рассеивает зелёные лучи.
Зелёный прозрачный предмет лучше всего пропускает сквозь себя зелёные лучи
Сообрази!
Белый предмет – одинаково хорошо и
равномерно отражает все простые лучи
Чёрный предмет – одинаково хорошо и
равномерно поглощает простые лучи
А бесцветное тело как определяется?

Как получается цветным изображение в телевизоре
?
В цветном телевизоре имеются 3 телевизионные трубки, создающие 3 цветовые изображения… Какие?
Красное, зелёное и синее. Эти цвета принято называть о с н о в н ы м и в спектре. Ни один из основных цветов нельзя получить комбинацией других . При смешивании в разных сочетаниях и пропорциях основных цветов получается вся гамма красок мира.
Так образуются различные цвета из основных