Ako je reflektirajuća površina ogledala ravna, onda je to ravno ogledalo. Svetlost se uvek reflektuje od ravnog ogledala bez raspršivanja po zakonima geometrijska optika:
- Upadni ugao jednak je uglu refleksije.
- Upadni snop, reflektovani snop i normala na površinu ogledala u tački upada leže u istoj ravni.
Treba imati na umu da stakleno ogledalo ima reflektirajuću površinu (obično tanak sloj aluminija ili srebra) postavljenu na stražnjoj strani. Ona je pokrivena zaštitni sloj. To znači da iako se glavna reflektovana slika formira na ovoj površini, svjetlost će se reflektirati i od prednje površine stakla. Formira se sekundarna slika, koja je mnogo slabija od glavne. Obično je nevidljiv u Svakodnevni život ali stvara ozbiljni problemi u oblasti astronomije. Iz tog razloga, sva astronomska ogledala imaju reflektirajuću površinu nanesenu na prednju stranu stakla.
Vrste slika
Postoje dvije vrste slika: stvarne i imaginarne.
Stvarno se formira na filmu video kamere, kamere ili na retini oka. Svjetlosne zrake prolaze kroz sočivo ili sočivo, konvergiraju, padaju na površinu i formiraju sliku na svom sjecištu.
Imaginarno (virtuelno) se dobija kada zraci, reflektovani od površine, formiraju divergentni sistem. Ako dovršite nastavak zraka u suprotnom smjeru, onda će se one sigurno presijecati u određenoj (imaginarnoj) točki. Upravo iz ovih tačaka imaginarna slika, koji se ne može registrovati bez upotrebe ravnog ogledala ili drugih optičkih instrumenata (lupe, mikroskopa ili dvogleda).
Slika u ravnom ogledalu: svojstva i algoritam konstrukcije
Za pravi objekat, slika dobijena ravnim ogledalom je:
- imaginarni;
- ravno (ne obrnuto);
- dimenzije slike su jednake dimenzijama objekta;
- slika je na istoj udaljenosti iza ogledala kao i predmet ispred njega.
Napravimo sliku nekog predmeta u ravnom ogledalu.
Koristimo svojstva virtuelne slike u ravnom ogledalu. Nacrtajmo sliku crvene strelice na drugoj strani ogledala. Udaljenost A je jednaka udaljenosti B, a slika je iste veličine kao i objekat.
Imaginarna slika se dobija na preseku nastavka reflektovanih zraka. Hajde da prikažemo svetlosne zrake koje dolaze iz zamišljene crvene strelice do oka. Pokazujemo da su zrake imaginarne crtajući ih isprekidanom linijom. Neprekidne linije sa površine ogledala pokazuju putanju reflektovanih zraka.
Nacrtajmo prave linije od predmeta do tačaka refleksije zraka na površini ogledala. Uzimamo u obzir da je upadni ugao jednak kutu refleksije.
Ravna ogledala se koriste u mnogim optičkim instrumentima. Na primjer, u periskopu, ravnom teleskopu, grafičkom projektoru, sekstantu i kaleidoskopu. Zubno ogledalo za pregled usne duplje je takođe ravno.
Sada se okrećemo problemu pronalaženja slika kada se svjetlost odbija od različitih vrsta ogledala. Zakoni formiranja slike svjetlećih tačaka pri odrazu u ogledalu i prelamanju u sočivu su uglavnom slični.
Ova analogija, naravno, nije slučajna; to je zbog činjenice da formalno, kao što smo vidjeli u pogl. IX, zakon refleksije je poseban slučaj zakona refrakcije (kada ).
Problem koji smo postavili za refleksiju svjetlosnih zraka od ravnog ogledala rješava se najjednostavnije. Istovremeno, refleksija svjetlosti od ravnog ogledala je najjednostavniji i najpoznatiji slučaj formiranja virtualnih slika razmatranih u prethodnom dijelu.
Rice. 203. Formiranje virtuelne slike tačke u ravnom ogledalu
Neka snop zraka iz tačkastog izvora (slika 203) padne na ravno ogledalo (metalno ogledalo, vodenu površinu itd.). Hajde da vidimo šta se dešava sa ovim konusom zraka, koji ima vrh u tački . Uzmite dvije proizvoljne zrake i . Svaki od njih će se reflektirati prema zakonu refleksije, a ugao svakog od njih sa normalom će ostati nepromijenjen nakon refleksije. Posljedično, ugao između zraka nakon refleksije također će ostati nepromijenjen.
Ovaj ugao između reflektovanih zraka može se prikazati na slici tako što se reflektovane zrake protežu iza ravni ogledala, što je na crtežu prikazano isprekidanim linijama. Tačka presjeka nastavka zraka iza ogledala ležat će na istoj normali na ogledalo kao i tačka i na istoj udaljenosti od ravni ogledala, što se može lako vidjeti iz jednakosti trokuta i ili i .
S obzirom na to da su razmatrane zrake bile potpuno proizvoljne, imamo pravo proširiti rezultate refleksije od ravnog ogledala koji je za njih uspostavljen na cijeli svjetlosni snop. Stoga možemo reći da kada se reflektuje od ravnog ogledala, snop svetlosnih zraka koji izlazi iz jedne tačke pretvara se u svetlosni snop u kome se produžeci svih svetlosnih zraka ponovo seku, u istoj tački.
Kao rezultat toga, posmatraču koji se nalazi na putanji reflektovanih zraka, oni će izgledati kao da se sijeku u tački , a ova tačka će biti imaginarna slika tačke. Slika će biti imaginarna u gore navedenom smislu: u tački iza ogledala nema zraka, već je tačka vrh snopa zraka koji je rotiran nakon refleksije od ogledala.
Razmatranje imaginarne slike svetleće tačke u ravnom ogledalu i izvedeni zaključci o položaju ove slike „iza ogledala“ olakšavaju pronalaženje slike produženog objekta iu ravnom ogledalu.
Neka se ispred ogledala nalazi pravolinijski svijetleći segment (slika 204, a). Izvodeći konstrukciju tačaka prema pronađenom receptu i povezujući ih ravnom linijom, dobićemo sliku svih tačaka segmenta.
Ovo slijedi iz elementarnih geometrijskih razmatranja. Budući da je segment kape odabran potpuno proizvoljno, onda na isti način možete izgraditi sliku bilo kojeg objekta. Štaviše, iz paralelizma svih normala na ogledalo, jasno je da su dimenzije imaginarne slike u ravnom ogledalu jednake dimenzijama predmeta postavljenog ispred ogledala.
Rice. 204. a) Formiranje virtuelne slike pravolinijskog segmenta u ravnom ogledalu. b) Posmatraču se čini da svijeća gori u boci s vodom koja se nalazi iza staklene ploče gdje se u ovoj ploči nalazi zamišljena slika svijeće
U rješenju pronađenom za slučaj refleksije svjetlosnih snopova od ravnih ogledala, svaka tačka svjetlećeg objekta je također prikazana u ravnom ogledalu kao tačka (tj. stigmatično).
Sada prelazimo na razmatranje sfernih ogledala. Na sl. 205 prikazuje presjek konkavnog sfernog zrcala polumjera; je centar sfere. Sredina postojećeg dijela sferne površine naziva se zrcalni pol. Normalna na ogledalo koja prolazi kroz centar ogledala i kroz njegov pol naziva se glavna optička os ogledala. Normale na ogledalo, nacrtane u drugim tačkama na njegovoj površini i takođe, naravno, prolaze kroz centar ogledala, nazivaju se bočne optičke ose. Jedan od njih () prikazan je na Sl. 205. Sve normale na sfernu površinu su, naravno, jednake, a izbor glavne optičke ose među bočnim nije bitan. Prečnik kruga koji ograničava sferno ogledalo naziva se otvor ogledala.
Rice. 205. Refleksija od sfernog ogledala zraka koji izlazi iz tačke na osi
Sve što slijedi je pojednostavljeno ponavljanje onoga što je rečeno u §§88, 89 u vezi sa sočivima.
Neka se tačkasti izvor svjetlosti nalazi na glavnoj osi ogledala na udaljenosti od pola. Kao iu slučaju sočiva, razmotrite snop koji pripada uskom snopu, tj. koji formira mali ugao sa osom i upada na ogledalo u tački na visini iznad ose, tako da je mali u poređenju sa i sa radijus ogledala. Reflektirani snop će preći os u tački koja je udaljena od pola. Ugao koji formira reflektirani snop sa osom će biti označen sa . Također će biti mali.
Očigledno, postoji okomita na površinu ogledala u tački upada, - upadni ugao, - ugao refleksije. Prema zakonu refleksije
Neka slovo označava ugao koji formira poluprečnik sa osom. Iz trougla koji imamo
iz trougla
Zbrajanjem (91.2) i (91.3) i uzimajući u obzir da , nalazimo gdje se nalazi izvor, i tačka u kojoj se nalazi slika, konjugirani su, odnosno, stavljajući izvor u tačku , dobijamo sliku u tački (posledica zakona reverzibilnosti svetlosnih zraka, videti §82).
Formula (91.6) koju smo dobili je osnovna formula za sferno ogledalo.
Lako je dokazati da formula (91.6) ostaje važeća za konveksno sferno ogledalo.
Ko može konstruisati sliku tačke u ravnom ogledalu?
I kako napraviti sliku proširenog izvora u ravnom ogledalu (slika 2.13)? Koja se svojstva slike mogu otkriti u ovom slučaju?
Može li se ravno ogledalo koristiti kao filmsko platno?
A sada, primjenjujući zakon refleksije svjetlosti, izgradite sliku tačke i malog objekta u sfernom ogledalu:
Prvo - u konveksnom;
- zatim - u konkavnom.
Uporedite dobijene slike međusobno i sa slikama dobijenim pomoću ravnog ogledala.
Kako biste objasnili razliku u veličini i položaju slika na osnovu Huygens-Fresnelovog principa?
Tako je lekcija formulisana opšti principširenje talasa bilo koje prirode - Huygens-Fresnel princip. Šta vidite kao značenje ovog principa?
Zaista, primjenom Huygens-Fresnelovog principa i izvođenjem jednostavnih geometrijskih konstrukcija, moguće je pronaći površinu valova u bilo kojem trenutku koristeći prethodno poznatu valnu površinu. U lekciji, koristeći Huygens-Fresnel princip, izveden je zakon refleksije talasa.
Koja je novina materijala koji se proučava na lekciji?
Kako se to odnosi na gradivo koje ste proučavali više od ranim fazama studira fiziku?
Koji su rezultati za vas bili iznenađujući ili neočekivani?
Šta ste naučili tokom lekcije?
Molimo navedite glavne rezultate lekcije.
Koji zadaća odredili biste za konsolidaciju i produbljivanje znanja o temi „Huygensov princip. Zakon refleksije svjetlosti?
1. (obavezno) Odgovorite na sljedeća pitanja pismenim putem u svoju svesku:
Kako konstruisati sliku tačkastog izvora svjetlosti u ravnom ogledalu koristeći zakon refleksije?
· Zašto se ravno ogledalo ne može koristiti kao filmsko platno?
2. (po izboru) Pripremite esej o holandskom fizičaru i matematičaru Kristijanu Hajgensu.
Zakon prelamanja svetlosti
Vrsta lekcije: objašnjenje novog materijala.
1) kognitivni cilj: stvoriti uslove da učenici razumeju suštinu i uslove za uočavanje fenomena prelamanja svetlosti; savladavanje izvođenja zakona prelamanja svjetlosti na osnovu Huygens-Fresnelovog principa i formulacije zakona prelamanja svjetlosti; otkrivanje stanja potpune unutrašnje refleksije;
2) razvojni cilj: stvoriti uslove za razvoj misaonih, komunikativnih i mentalnih kvaliteta učenika;
3) praktični cilj: naučiti učenike da pravilno formulišu svrhu rada, izvode zaključke i vrše samoocenjivanje urađenog rada;
4) obrazovni cilj: Negovati osećaj za kolektivizam, razvijati analitičke sposobnosti učenika.
Vizuelna pomagala i demonstracije: Demonstracija pomoću optičkog diska
organizacioni trenutak - 3 min
objašnjenje novog gradiva - 30 min
fiksiranje materijala - 10 min
domaći - 2 min
Uvod nastavnika. Učenici su pozvani da se prisjete šta znaju o prelamanju svjetlosti iz kursa geometrijske optike.
Prisjetimo se šta je fenomen prelamanja svjetlosti?
Posmatranje prelamanja svjetlosti
Na granici dva medija, svjetlost mijenja smjer širenja (demonstracija pomoću optičkog diska). Deo svetlosne energije se vraća u prvi medij, odnosno svetlost se reflektuje. Ako je drugi medij providan, tada svjetlost može djelomično proći kroz granicu medija, po pravilu, mijenjajući i smjer širenja.
Tehnike igre kao sredstvo za formiranje kulture ličnosti
Postoji razne igre. Neki razvijaju razmišljanje i horizonte djece, drugi - spretnost, snagu, a treći - dizajnerske vještine. Postoje igre koje imaju za cilj razvijanje kreativnosti kod djeteta, u kojima dijete pokazuje svoju inventivnost, inicijativu i samostalnost. Kreativne manifestacije djeca u igricama drugačije.
Pitanja pedagoškog vođenja zapletnih igara za djecu predškolskog uzrasta V pedagoška literatura
U povijesti predškolske pedagogije razvilo se nekoliko pedagoških pristupa upravljanju dječjim igrama. Prvi pristup je takozvani tradicionalni pristup liderstvu. igra uloga. Ovaj pristup se razvio u praksi predškolsko obrazovanje prema rezultatima razvojnih studija.
Razvoj u podgrupama sadržaja didaktičkih igara za upoznavanje predškolaca objektivnog sveta
Uspješno vodstvo didaktičke igre, prije svega, predviđa odabir i promišljanje njihovog programskog sadržaja, jasno definiranje zadataka, određivanje mjesta i uloge u holističkom obrazovni proces, interakciju i druge igre i oblike učenja. Trebalo bi biti usmjereno ka razvoju.
www.alfaeducation.ru
§ 60. Hajgensov princip. Zakon refleksije svjetlosti (kraj)
U trenutku kada talas dostigne tačku B i u toj tački počinje pobuđivanje oscilacija, sekundarni talas sa centrom u tački A već će biti hemisfera poluprečnika r = AD = υΔt = SW. Fronte sekundarnih talasa iz izvora koji se nalaze između tačaka A i B prikazani su na slici 8.5. Omotač frontova sekundarnih talasa je ravan DB, tangenta na sferne površine. To je prednja strana reflektovanog talasa. Snopovi AA 2 i BB 2 su okomiti na prednju stranu reflektovanog talasa DB. Ugao y između normale na reflektirajuću površinu i reflektirane zrake naziva se ugao refleksije.
Pošto su AD = CB i trouglovi ADB i ACB pravougli trouglovi, onda je ∠DBA = ∠CAB. Ali α = ∠CAB i γ = ∠DBA kao uglovi sa međusobno okomitim stranicama. Dakle, ugao refleksija je jednaka upadnom uglu 1 :
Zakon refleksije svjetlosti slijedi iz Huygensove teorije: upadni snop, reflektirani snop i normala na reflektirajuću površinu u tački upada leže u istoj ravni, a upadni ugao je jednak kutu refleksije.
Sa suprotnim smjerom širenja svjetlosnih zraka, reflektirani snop će postati upadni, a upadni snop će se reflektirati. Reverzibilnost toka svjetlosnih zraka je njihovo važno svojstvo.
Formuliran je opći princip širenja valova bilo koje prirode, Huygensov princip. Ovaj princip omogućava, koristeći jednostavne geometrijske konstrukcije, da se pronađe valna površina u bilo kojem trenutku koristeći poznatu valovnu površinu u prethodnom trenutku. Zakon refleksije svjetlosti izveden je iz Huygensovog principa.
Pitanja za pasus
1. Kako izgraditi sliku tačkastog izvora svjetlosti u ravnom ogledalu koristeći zakon refleksije?
2. Zašto se ravno ogledalo ne može koristiti kao filmsko platno?
www.xn--24-6kct3an.xn--p1ai
Zakon refleksije svjetlosti. ravno ogledalo
Ovaj video vodič je dostupan uz pretplatu
Da li već imate pretplatu? Da uđem
U ovoj lekciji ćete naučiti o refleksiji svjetlosti i formulirati ćemo osnovne zakone refleksije svjetlosti. Hajde da se upoznamo sa ovim konceptima ne samo sa stanovišta geometrijske optike, već i sa stanovišta talasne prirode svetlosti.
Kako vidimo ogromnu većinu objekata oko sebe, jer oni nisu izvori svjetlosti? Odgovor vam je poznat, dobili ste ga u 8. razredu fizike. Svijet oko sebe vidimo reflektirajući svjetlost.
Zakon refleksije
Prvo, prisjetimo se definicije.
Kada svjetlosni snop padne na sučelje između dva medija, on doživljava refleksiju, odnosno vraća se u izvorni medij.
Obratite pažnju na sledeće: refleksija svetlosti je daleko od jedinog mogućeg ishoda daljeg ponašanja upadnog snopa, on delimično prodire u drugi medij, odnosno apsorbuje se.
Apsorpcija svjetlosti (apsorpcija) je fenomen gubitka energije svjetlosnim valom koji prolazi kroz supstancu.
Napravimo upadni snop, reflektovani snop i okomitu tačku upada (slika 1.).
Rice. 1. Upadni snop
Upadni ugao je ugao između upadne zrake i okomice (),
- ugao klizanja.
Ove zakone je prvi formulisao Euklid u svom djelu "Katoptrik". I već smo se upoznali s njima u okviru programa fizike 8. razreda.
Zakoni refleksije svjetlosti
1. Upadna zraka, reflektirana zraka i okomita na upadnu tačku leže u istoj ravni.
2. Upadni ugao jednak je uglu refleksije.
Iz zakona refleksije svjetlosti slijedi reverzibilnost svjetlosnih zraka. Odnosno, ako zamijenimo upadni i reflektirani snop, onda se ništa neće promijeniti u smislu putanje prostiranja svjetlosnog toka.
Spektar primjene zakona refleksije svjetlosti je veoma širok. Ovo je činjenica kojom smo započeli lekciju da većinu objekata oko sebe vidimo u reflektovanom svjetlu (mjesec, drvo, stol). Drugi dobar primjer korištenje refleksije svjetlosti su ogledala i reflektori (reflektori).
Reflektori
Razumjet ćemo princip rada jednostavnog retroreflektora.
Reflektor (od starogrčkog kata - prefiks sa značenjem napor, fos - "svjetlo"), retroreflektor, treperenje (od engleskog flick - "treptanje") - uređaj dizajniran da reflektira snop svjetlosti prema izvoru sa minimalna disperzija.
Svaki biciklista zna da noćna vožnja bez reflektora može biti opasna.
Flikeri se koriste i u uniformama cestara, službenika saobraćajne policije.
Iznenađujuće, svojstvo reflektora temelji se na najjednostavnijim geometrijskim činjenicama, posebno na zakonu refleksije.
Odbijanje zraka od površine ogledala odvija se prema zakonu: upadni ugao jednak je kutu refleksije. Zamislite ravan slučaj: dva ogledala koja formiraju ugao od 90 stepeni. Zraka koja putuje u ravni i udari u jedno od ogledala, nakon refleksije od drugog ogledala, ići će tačno u pravcu u kojem je došla (vidi sliku 2).
Rice. 2. Princip rada ugaonog reflektora
Za postizanje takvog efekta u običnom trodimenzionalnom prostoru potrebno je postaviti tri ogledala u međusobno okomite ravni. Uzmite ugao kocke sa ivicom u obliku pravilnog trougla. Zraka koja udari u takav sistem ogledala, nakon odbijanja od tri ravni, ići će paralelno sa dolaznim snopom u suprotnom smjeru (vidi sliku 3.).
Rice. 3. Ugaoni reflektor
Biće flešbeka. Upravo se ovaj jednostavan uređaj sa svojim svojstvima zove kutni reflektor.
Dokaz zakona refleksije
Razmotrimo refleksiju ravnog vala (val se naziva ravan ako su površine jednake faze ravni) (slika 1.)
Rice. 4. Refleksija ravnog talasa
Na slici - površina i - dva snopa upadnog ravnog vala, paralelni su jedan s drugim, a ravan je valna površina. Talasna površina reflektovanog talasa može se dobiti crtanjem omotača sekundarnih talasa čiji centri leže na interfejsu između medija.
Različiti dijelovi valne površine ne dosežu reflektirajuću granicu u isto vrijeme. Pobuđivanje oscilacija u tački će početi ranije nego u tački za vremenski interval . U trenutku kada val dostigne tačku i u ovoj tački počinje pobuđivanje oscilacija, sekundarni val sa središtem u tački (reflektirani snop) će već biti hemisfera polumjera 
. Na osnovu onoga što smo upravo zapisali, ovaj radijus će takođe biti jednak segmentu.
Sada vidimo: , trouglovi i su pravougaoni, što znači 
. A zauzvrat, postoji ugao upada. A je ugao refleksije. Dakle, dobijamo da je upadni ugao jednak uglu refleksije.
Dakle, uz pomoć Hajgensovog principa, dokazali smo zakon refleksije svetlosti. Isti dokaz se može dobiti korištenjem Fermatovog principa.
Vrste refleksije
Kao primjer (sl. 5.), prikazan je odraz od valovite, hrapave površine.
Rice. 5. Odraz od hrapave, valovite površine
Slika pokazuje da reflektirane zrake idu u različitim smjerovima, jer će smjer okomice na upadnu tačku za različiti snop biti različit, a upadni kut i kut refleksije također će biti različiti.
Površina se smatra neravnom ako dimenzije njenih nepravilnosti nisu manje od valne dužine svjetlosnih valova.
Površina koja će ravnomjerno reflektirati zrake u svim smjerovima naziva se mat. Dakle, mat površina nam garantuje difuznu ili difuznu refleksiju, koja nastaje zbog nepravilnosti, hrapavosti, ogrebotina.
Površina koja ravnomjerno raspršuje svjetlost u svim smjerovima naziva se apsolutno mat. U prirodi nećete naći apsolutno mat površinu, međutim, površina snijega, papira i porculana im je vrlo bliska.
Ako je veličina površinskih nepravilnosti manja od valne dužine svjetlosti, tada će se takva površina zvati ogledalo.
Kada se reflektira od površine ogledala, paralelnost zraka je očuvana (slika 6.).
Rice. 6. Odraz od površine ogledala
Približno ogledalo je glatka površina vode, stakla i poliranog metala. Čak i mat površina može se pokazati kao ogledalo ako promijenite ugao upada zraka.
Na početku lekcije govorili smo o tome da se dio upadnog zraka odbija, a dio apsorbira. U fizici postoji veličina koja karakteriše koliko se energije upadnog snopa reflektuje, a koliko apsorbuje.
Albedo
Albedo - koeficijent koji pokazuje koliki se udio energije upadnog zraka odbija od površine, (od latinskog albedo - "bjelina") - karakteristika difuzne refleksije površine.
Ili inače, to je dio izražen kao postotak reflektiranog zračenja energije od energije koja ulazi na površinu.
Što je albedo bliži 100, to se više energije odbija od površine. Lako je pretpostaviti da koeficijent albedo ovisi o boji površine, a posebno će se energija mnogo bolje reflektirati od bijele površine nego od crne.
Snijeg ima najveći albedo za tvari. To je oko 70-90%, ovisno o njegovoj novosti i raznolikosti. Zato se snijeg polako topi dok je svjež, odnosno bijel. Vrijednosti albeda za ostale tvari, površine prikazane su na slici 7.
Rice. 7. Albedo vrijednost za neke površine
ravno ogledalo
Veoma važan primjer primjene zakona refleksije svjetlosti su ravna ogledala - ravna površina koja reflektira svjetlost. Imate li ova ogledala u svojoj kući?
Hajde da shvatimo kako da napravimo sliku objekata u ravnom ogledalu (slika 8.).
Rice. 8. Izgradnja slike objekta u ravnom ogledalu
- tačkasti izvor svjetlosti koji emituje zrake u različitim smjerovima, uzmimo dva bliska zraka koja upadaju na ravno ogledalo. Reflektirane zrake će ići kao da dolaze iz tačke , koja je simetrična tački u odnosu na ravan ogledala. Najzanimljivije će početi kada reflektirani zraci udare u naše oko: naš mozak sam dovršava divergentni snop, nastavljajući ga izvan ogledala do točke
Čini nam se da reflektovani zraci dolaze iz tačke.
Ova tačka služi kao slika izvora svjetlosti. Naravno, u stvarnosti ništa ne sija iza ogledala, to je samo iluzija, pa se ova tačka naziva imaginarna slika.
Područje vida zavisi od lokacije izvora i veličine ogledala - područja prostora iz kojeg je vidljiva slika izvora. Područje vida je postavljeno ivicama ogledala i .
Na primjer, u ogledalu u kupaonici možete pogledati ispod određeni ugao, ako se pomjerite postrance od njega, tada nećete vidjeti sebe niti predmet koji želite da razmotrite.
Da bi se konstruisala slika proizvoljnog objekta u ravnom ogledalu, potrebno je konstruisati sliku svake njegove tačke. Ali ako znamo da je slika tačke simetrična u odnosu na ravan ogledala, onda će slika objekta biti simetrična u odnosu na ravan ogledala (slika 9.)
Rice. 9. Simetrična refleksija objekta u odnosu na ravan ogledala
Druga upotreba ogledala je stvaranje periskopa, koji je uređaj za posmatranje sa poklopca.
Zaključak
U ovoj lekciji ne samo da smo se upoznali sa zakonom refleksije, već smo ga i dokazali koristeći nam već poznati Hajgensov princip. Osim toga, naučili smo kako izgraditi slike objekata u ravnom ogledalu i okarakterizirati ih.
Analiza problema o zakonu refleksije svjetlosti
Učenici su proučavali odnos između brzina automobila i njegove slike u ravnom ogledalu u referentnom okviru koji je povezan sa ogledalom.Projekcija na osu vektora brzine kojom se slika kreće u ovom referentnom okviru jednaka je :
1.; 2.; 3.; 4. (Vidi sliku 10.)
Rice. 10. Ilustracija za problem
Podsjetimo da je slika u ravnom ogledalu smještena simetrično prema objektu u odnosu na ravan zrcala. To znači da ako se automobil kreće u vremenu, tada će se slika, koja se nalazi simetrično, kretati u isto vrijeme i, stoga, slika se brzinom udaljava od ogledala. Projekcija na os će biti jednaka .
Bibliografija
1. Zhilko V.V., Marković Ya.G. fizika. 11. razred. – 2011.
2. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Charugin V.M. fizika. 11. razred. Udžbenik.
3. Kasyanov V.A. Fizika, 11. razred. – 2004.
1. Internet portal "Fizika za sve" (Izvor)
2. Internet portal Jedinstvene zbirke digitalnih obrazovnih resursa (izvor)
3. Internet portal "diplomivanov.narod.ru" (Izvor)
Zadaća
1. Konstruirajte AB slike u ravnom ogledalu
2. Ucrtajte sliku u ravno ogledalo
Slika u ravnom ogledalu.
Slika predmeta u ravnom ogledalu nastaje iza ogledala, odnosno tamo gde objekat zapravo ne postoji. Kako to radi?
Neka divergentne zrake SA i SB padaju na ogledalo MN iz svjetleće tačke S. Odraženi u ogledalu, oni će ostati divergentni. Divergentni snop svjetlosti ulazi u oko, postavljen kao što je prikazano na slici, kao da izlazi iz tačke S1. Ova tačka je tačka preseka reflektovanih zraka koji se pružaju izvan ogledala. Tačka S1 naziva se virtuelna slika tačke S jer iz tačke S1 ne dolazi svetlost.
Razmotrite kako se izvor svjetlosti i njegova zamišljena slika nalaze u odnosu na ogledalo.
Komad ravnog stakla fiksiramo na postolje u okomitom položaju. Stavljajući upaljenu svijeću ispred stakla, vidjet ćemo u čaši, kao u ogledalu, sliku svijeće. Sada uzmimo drugu istu, ali neupaljenu svijeću i stavimo je na drugu stranu stakla. Pomicanjem druge svijeće naći ćemo poziciju u kojoj će se činiti da je i druga svijeća upaljena. To znači da se neupaljena svijeća nalazi na istom mjestu gdje se posmatra slika upaljene svijeće. Izmjerivši udaljenosti od svijeće do stakla i od njene slike do stakla, uvjerit ćemo se da su te udaljenosti iste.
Dakle, imaginarna slika objekta u ravnom ogledalu je na istoj udaljenosti od ogledala kao i sam objekat.
Predmet i njegova slika u ogledalu nisu identične, već simetrične figure. Na primjer, zrcalna slika desne rukavice je lijeva rukavica, koja se može kombinirati s desnom rukavicom samo okretanjem naopačke.
Sliku predmeta koju daje ravno ogledalo formiraju zraci koji se odbijaju od površine ogledala.
Na slici je prikazano kako oko percipira sliku tačke S u ogledalu. Zrakovi SO, SO1 i SO2 reflektuju se od ogledala u skladu sa zakonima refleksije. SO snop pada na ogledalo okomito (= 0°) i pošto se odbija (= 0°), ne ulazi u oko. Zrake SO1 i SO2 nakon refleksije ulaze u oko u divergentnom snopu, oko percipira svjetlosnu tačku S1 iza ogledala. Zapravo, u tački S1 konvergiraju se nastavci reflektiranih zraka (isprekidana linija), a ne sami zraci (samo se čini da divergentne zrake koje ulaze u oko dolaze iz tačaka koje se nalaze u „ogledalu“), dakle takav slika se naziva imaginarna (ili imaginarna), a tačka iz koje, kako nam se čini, izlazi svaki snop, je tačka slike. Svaka tačka objekta odgovara tački slike.
zakon refleksije svjetlosti, imaginarna slika objekta se nalazi simetrično u odnosu na površinu ogledala. Veličina slike je jednaka veličini samog objekta.
U stvarnosti, svetlosni zraci ne prolaze kroz ogledalo. Samo nam se čini da svjetlost dolazi iz slike, jer naš mozak svjetlost koja ulazi u naše oči doživljava kao svjetlost iz izvora ispred nas. S obzirom da se zraci ne konvergiraju u slici, stavljanje lista bijelog papira ili filma na mjesto gdje se slika neće proizvesti nikakvu sliku. Stoga se takva slika naziva imaginarnom. Mora se razlikovati od stvarne slike kroz koju prolazi svjetlost i koja se može dobiti postavljanjem lista papira ili fotografskog filma na mjesto. Kao što ćemo kasnije vidjeti, prave slike se mogu formirati pomoću sočiva i zakrivljenih ogledala (na primjer, sfernih).
Tačke S i S' su simetrične u odnosu na ogledalo: SO = OS'. Njihova slika u ravnom ogledalu je imaginarna, direktna (ne obrnuto), iste veličine kao predmet i nalazi se na istoj udaljenosti od ogledala kao i sam predmet.
Uveče nas zaslijepi nadolazeći auto jakom svjetlu farovi Reflektor daje snažan tok svjetlosti, jarko osvjetljava udaljene objekte. Postoji svjetionik koji šalje zrake svjetlosti na desetine kilometara kako bi orijentirali brodove. U svim ovim i mnogim drugim slučajevima, svjetlost se u prostor usmjerava konkavnim ogledalom, ispred kojeg se nalazi izvor svjetlosti.
Reflektirajuće površine ne moraju biti ravne. Zakrivljena ogledala su najčešće sferna, odnosno imaju oblik sfernog segmenta. Sferna ogledala su ili konkavna ili konveksna. Sferno konkavno ogledalo je pažljivo polirana sferna površina. Na slikama ispod, tačka O je centar sferne površine koja formira ogledalo. Na slici slovo C označava centar površine sfernog ogledala, tačka O je vrh ogledala. Prava linija CO koja prolazi središtem površine ogledala C i vrhom ogledala O naziva se optička osa ogledala.
Pošaljimo snop svjetlosnih zraka paralelan optičkoj osi ogledala od fenjera do ogledala. Nakon refleksije od ogledala, zraci ovog snopa će konvergirati u jednoj tački F, koja leži na optičkoj osi ogledala. Ova tačka se naziva fokus ogledala. Ako se izvor svjetlosti postavi u fokus ogledala, tada će se zraci reflektirati od ogledala, kao što je prikazano na slici.
Udaljenost OF od vrha ogledala do fokusa naziva se žižna daljina ogledala, jednaka je polovini poluprečnika OS sferne površine ogledala, odnosno OF= 0,5 OS.
Približimo konkavnom ogledalu izvor svjetlosti (upaljenu svijeću ili električnu lampu) kako bi se njegova slika mogla vidjeti u ogledalu. Ova slika - imaginarna - nalazi se iza ogledala. U poređenju sa objektom, uvećan je i ravan.
Uklonimo postepeno izvor svjetlosti iz ogledala. U tom slučaju će se i njegova slika odmaknuti od ogledala, njegove dimenzije će se povećati, a zatim će virtualna slika nestati. Ali sada se na ekranu postavljenom ispred ogledala može dobiti slika izvora svjetlosti, odnosno stvarna slika izvora svjetlosti.
Što dalje odmičemo izvor svjetlosti od ogledala, ekran će morati biti bliže ogledalu da bi se na njemu dobila slika izvora. Veličina slike će se tada smanjiti.
Sve stvarne slike u odnosu na subjekt su obrnute (obrnute). Njihove dimenzije, u zavisnosti od udaljenosti predmeta od ogledala, mogu biti veće, manje od objekta ili jednake dimenzijama predmeta (izvora svjetlosti).
Dakle, lokacija i dimenzije slike dobijene upotrebom konkavnog ogledala zavise od položaja objekta u odnosu na ogledalo.
Izgradnja slike u konkavnom ogledalu.
Sferno ogledalo se naziva konkavnim ako je reflektirajuća površina unutrašnja strana sfernog segmenta, odnosno ako je centar zrcala udaljeniji od posmatrača od njegovih rubova.
Ako su dimenzije konkavnog ogledala male u odnosu na njegov radijus zakrivljenosti, odnosno, snop zraka paralelan glavnoj optičkoj osi pada na konkavno sferno ogledalo, nakon odbijanja od ogledala zraci će se ukrštati u jednoj tački, što naziva se glavni fokus ogledala F. Udaljenost od fokusa do pola ogledala naziva se žižna daljina i označava se istim slovom F. Konkavno sferno ogledalo ima pravi fokus. Nalazi se na sredini između centra i pola ogledala (centra sferne površine), što znači žižnu daljinu: OF = SF = R/2.
Koristeći zakone refleksije svjetlosti, možete geometrijski izgraditi sliku objekta u ogledalu. Na slici se svjetlosna tačka S nalazi ispred konkavnog ogledala. Nacrtajmo tri zraka od njega do ogledala i izgradimo reflektovane zrake. Ove reflektirane zrake će se ukrštati u tački S1. Pošto smo uzeli tri proizvoljne zrake koje izlaze iz tačke S, onda će se svi ostali zraci koji iz ove tačke upadaju na ogledalo nakon refleksije seći u tački S1. Dakle, tačka S1 je slika tačke S.
Za geometrijska konstrukcija sliku tačke, dovoljno je znati smjer prostiranja dvije zrake koje izlaze iz ove tačke. Ove zrake se mogu birati sasvim proizvoljno. Međutim, prikladnije je koristiti zrake čija je putanja nakon refleksije od ogledala unaprijed poznata.
Konstruirajmo sliku tačke S u konkavnom ogledalu. Da biste to učinili, nacrtajte dvije zrake iz tačke S. Snop SA je paralelan sa optičkom osom ogledala; nakon refleksije, proći će kroz fokus ogledala F. Nacrtajmo još jedan zrak SB kroz fokus ogledala; reflektovan od ogledala, ići će paralelno sa optičkom osom. U tački S1 oba reflektovana zraka će se ukrštati. Ova tačka će biti slika tačke S, u njoj će se ukrštati sve zrake koje reflektuje ogledalo koje dolaze iz tačke S.
Slika objekta sastoji se od slika mnogih pojedinačnih tačaka ovog objekta. Da biste izgradili sliku objekta u konkavnom ogledalu, dovoljno je izgraditi sliku dvije krajnje tačke ovog objekta. Slike drugih tačaka će se nalaziti između njih. Na slici je objekat prikazan kao strelica AB.
Konstruisavši slike tačaka A i B na gore navedeni način, dobićemo sliku celog objekta A1B1. Predmet AB se nalazi iza središta sferne površine ogledala (iza tačke C). Ispostavilo se da se njegova slika A1B1 nalazi između fokusa F i centra sferne površine ogledala C. U odnosu na predmet, ona je smanjena i invertirana. Slika A1B1 je realna, jer se zraci reflektovani od ogledala zaista seku u tačkama A1 i B1. Takva slika se može dobiti na ekranu.
Sferno zrcalo naziva se konveksno ako se refleksija odvija sa vanjske površine sfernog segmenta, odnosno ako je centar zrcala bliže posmatraču od ivica ogledala.
Ako paralelni snop zraka pada na konveksno ogledalo, tada se reflektirane zrake raspršuju, ali se njihov nastavak (isprekidana linija) sijeku u glavnom fokusu konveksnog ogledala. Odnosno, glavni fokus konveksnog ogledala je zamišljen.
Žižne daljine sfernih ogledala imaju određeni predznak, za konveksno gde je R poluprečnik zakrivljenosti ogledala: OF=CF=-R/2.
Upotreba ogledala.
Ravno ogledalo se naširoko koristi kako u svakodnevnom životu, tako iu izradi raznih uređaja.
Poznato je da tačnost očitavanja na bilo kojoj skali zavisi od ispravna lokacija oči. Kako bi se smanjila greška očitanja, precizni mjerni instrumenti opremljeni su zrcalnom skalom. Osoba koja radi s takvim uređajem vidi podjele skale, usku strelicu i njenu sliku u ogledalu. Ispravno očitavanje će biti takvo očitavanje na skali, u kojem se oko nalazi tako da strelica zatvara svoju sliku u ogledalu.
"Zec" koji se reflektuje od ogledala primetno se pomera kada se ogledalo okrene, čak i pod malim uglom. Ovaj fenomen se koristi u mjernim instrumentima, čija se očitavanja uzimaju na skali udaljenoj od instrumenta pomicanjem svjetlosne točke na ovoj skali. "Zec" se dobija iz malog ogledala spojenog na pokretni deo uređaja i osvetljenog iz posebnog izvora svetlosti. Merni instrumenti sa takvim uređajem za očitavanje obično su veoma osetljivi.
Ravna ogledala se vrlo široko koriste u svakodnevnom životu, kao i u uređajima u kojima trebate promijeniti smjer zraka, na primjer, u periskopu (slika desno).
Konkavna ogledala se koriste za izradu reflektora: izvor svjetlosti se postavlja u fokus ogledala, reflektirani zraci dolaze iz ogledala u paralelnom snopu. Ako uzmete veliko konkavno ogledalo, onda u fokusu možete dobiti vrlo visoke temperature. Ovdje možete postaviti spremnik s vodom za dobijanje tople vode, na primjer, za kućne potrebe zbog solarne energije.
Za usmjeravanje se mogu koristiti konkavna ogledala većina svjetlost koju emituje izvor u željenom smjeru. Da biste to učinili, u blizini izvora svjetlosti postavlja se konkavno ogledalo ili, kako se zove, reflektor. Ovako su raspoređeni farovi za automobile, projekcija i baterijske lampe, reflektori.
Reflektor se sastoji od dva glavna dijela: snažnog izvora svjetlosti i velikog konkavnog ogledala. Sa lokacijom izvora i ogledala naznačenim na slici, zraci svjetlosti reflektirani od ogledala putuju u gotovo paralelnom snopu.
Lekarski pregled prilikom konkurisanja za posao Prilikom konkurisanja za preduzeće, organizaciju, svaki kandidat je dužan da prođe lekarski pregled. Spisak lekara koji treba da se pregledaju i dobiju zaključak može se razlikovati. Sve zavisi od vrste [...]
Školarci umeju da izgrade sliku predmeta u ravnom ogledalu, koristeći zakon refleksije svetlosti, a znaju da su predmet i njegova slika simetrični u odnosu na ravan ogledala. Kao pojedinac ili grupa kreativni zadatak(sažetak, istraživački projekat) može biti naloženo da istražuje konstrukciju slike u sistemu od dva (ili više) ogledala - takozvana "višestruka refleksija".
Jedno ravno ogledalo daje jednu sliku objekta.
S - objekat (svetleća tačka), S 1 - slika
Dodajte drugo ogledalo, postavljajući ga pod pravim uglom u odnosu na prvo. Činilo bi se da, dva ogledala bi trebalo da se zbroje dva slike: S 1 i S 2 .
Ali pojavljuje se treća slika - S 3 . Obično se kaže - a to je zgodno za konstrukcije - da se slika koja se pojavljuje u jednom ogledalu odražava u drugom. S 1 se reflektuje u ogledalu 2, S 2 se reflektuje u ogledalu 1 i ove refleksije u ovaj slučaj podudaraju se.
Komentar. Kada se radi o ogledalima, često, kao iu svakodnevnom životu, umesto izraza „slika u ogledalu“ kažu: „odraz u ogledalu“, tj. zamijenite riječ "slika" riječju "odraz". "Vidio je svoj odraz u ogledalu."(Naslov naše bilješke mogao je biti drugačije formuliran: "Višestruka odraza" ili "Višestruka odraza".)
S 3 je odraz S 1 u ogledalu 2 i refleksija S 2 u ogledalu 1.
Zanimljivo je nacrtati putanju zraka koje formiraju sliku S 3 .
Vidimo da se kao rezultat pojavljuje slika S 3 duplo refleksije zraka (slike S 1 i S 2 nastaju kao rezultat pojedinačnih refleksija).
Ukupno, broj vidljivih slika objekta za slučaj dva okomito raspoređena ogledala je tri. Možemo reći da takav sistem ogledala učetvorostručava objekat (ili je „faktor množenja“ jednak četiri).
U sistemu od dva okomita ogledala, bilo koji snop može doživjeti najviše dva odraza, nakon čega napušta sistem (vidi sliku). Ako smanjite ugao između ogledala, tada će se svjetlost reflektirati, "trčati" između njih velika količina puta, generišući više slika. Dakle, za slučaj ugla između ogledala od 60 stepeni, broj dobijenih slika je pet (šest). Što je ugao manji, zracima je teže da napuste prostor između ogledala, što će se duže reflektovati, to će se dobiti više slika.
Antički instrument (Nemačka, 1900.) sa promenljivim uglom između ogledala za proučavanje i demonstriranje višestrukih refleksija.
Sličan domaći uređaj.
Ako stavite treće ogledalo da napravite pravu trouglastu prizmu, tada će zraci svjetlosti biti zarobljeni i, reflektirajući se, beskonačno trčati između ogledala, stvarajući beskonačan broj slike. To je kaleidoskopski efekat.
Ali to će biti tako samo u teoriji. U stvarnosti, ne postoje savršena ogledala – dio svjetlosti se apsorbira, dio se raspršuje. Nakon tri stotine refleksija ostaje otprilike jedna desethiljaditi dio originalne svjetlosti. Stoga će udaljeniji odrazi biti tamniji, a najudaljenije refleksije uopće nećemo vidjeti.
Ali vratimo se na slučaj dva ogledala. Neka su dva ogledala međusobno paralelna, tj. ugao između njih je nula. Iz slike se može vidjeti da će broj slika biti beskonačan.
Opet, u stvarnosti, nećemo vidjeti beskonačan broj refleksija, jer. ogledala nisu savršena i upijaju ili raspršuju dio svjetlosti koja pada na njih. Osim toga, kao rezultat fenomena perspektive, slike će se smanjivati sve dok ih više ne možemo razlikovati. Također možete primijetiti da udaljene slike mijenjaju boju (pozelenjavaju). Ogledalo ne reflektuje i apsorbuje podjednako svetlost različitih talasnih dužina.
Većina objekata oko vas – kuće, drveće, vaši drugovi iz razreda, itd. – nisu izvori svjetlosti. Ali vidiš ih. Odgovor na pitanje "Zašto tako?" naći ćete u ovom paragrafu.
Rice. 11.1. U nedostatku izvora svjetlosti, ništa se ne može vidjeti. Ako postoji izvor svjetlosti, ne vidimo samo sam izvor, već i objekte koji reflektiraju svjetlost koja dolazi iz izvora.
Otkrivanje zašto vidimo tijela koja nisu izvori svjetlosti
Već znate da svjetlost putuje pravolinijski u homogenom providnom mediju.
Ali šta se dešava ako se na putu svetlosnog snopa nađe neko telo? Dio svjetlosti može proći kroz tijelo ako je providan, dio će se apsorbirati, a dio će se reflektirati od tijela. Neki od reflektovanih zraka će udariti u naše oči, i mi ćemo videti ovo telo (slika 11.1).
Uspostavljanje zakona refleksije svjetlosti
Za utvrđivanje zakona refleksije svjetlosti koristit ćemo poseban uređaj - optičku podlošku*. Ogledalo fiksiramo u sredinu perilice i usmjeravamo uski snop svjetlosti na njega tako da daje svjetlosnu traku na površini perilice. Vidimo da snop svjetlosti reflektiran od ogledala također daje svjetlosnu traku na površini podloške (vidi sliku 11.2).
Smjer upadnog svjetlosnog snopa će biti postavljen CO snopom (slika 11.2). Ovaj snop se zove upadni snop. Smjer reflektiranog snopa svjetlosti će biti postavljen snopom OK. Ova zraka se naziva reflektovana zraka.
Iz tačke O upada zraka povlačimo okomitu OB na površinu ogledala. Obratimo pažnju na činjenicu da upadna zraka, reflektirana zraka i okomica leže u istoj ravni - u ravnini površine podloška.
Ugao α između upadnog snopa i okomice povučene iz upadne tačke naziva se upadni ugao; ugao β između reflektovanog zraka i date okomice naziva se ugao refleksije.
Mjerenjem uglova α i β možemo provjeriti da su jednaki.
Ako pomjerite izvor svjetlosti duž ivice diska, ugao upada svetlosnog snopa će se promeniti i ugao refleksije će se promeniti u skladu sa tim, a svaki put će upadni ugao i ugao refleksije svetlosti biti jednaki. (Sl. 11.3). Dakle, uspostavili smo zakone refleksije svjetlosti:
Rice. 11.3. Kako se ugao upada svjetlosti mijenja, mijenja se i ugao refleksije. Ugao refleksije je uvijek jednak upadnom kutu
Rice. 11.5. Demonstracija reverzibilnosti svjetlosnih zraka: reflektirani snop prati putanju upadnog zraka
pirinač. 11.6. Približavajući se ogledalu, u njemu vidimo našeg "dvojnika". Naravno, tu nema "dvojnika" - vidimo svoj odraz u ogledalu
1. Upadni snop, reflektovani snop i okomita na reflektujuću površinu, povučeni iz tačke upada snopa, leže u istoj ravni.
2. Ugao refleksije jednak je upadnom uglu: β = α.
Zakone refleksije svetlosti ustanovio je starogrčki naučnik Euklid još u 3. veku pre nove ere. BC e.
U kom pravcu profesor treba da okrene ogledalo da bi " sunbeam»udario dječaka (Sl. 11.4)?
Koristeći ogledalo na optičkoj podlošci, može se demonstrirati i reverzibilnost svetlosnih zraka: ako je upadni snop usmeren duž putanje reflektovanog, onda će reflektovani snop pratiti putanju upadnog (slika 11.5).
Proučavamo sliku u ravnom ogledalu
Razmotrite kako se stvara slika u ravnom ogledalu (slika 11.6).
Neka divergentni snop svjetlosti padne iz točkastog izvora svjetlosti S na površinu ravnog ogledala. Iz ovog snopa biramo zrake SA, SB i SC. Koristeći zakone refleksije svetlosti, konstruišemo reflektovane zrake LL b BB 1 i CC 1 (slika 11.7, a). Ovi zraci će ići u divergentnom snopu. Ako ih produžite u suprotnom smjeru (iza ogledala), svi će se ukrštati u jednoj tački - S 1 koja se nalazi iza ogledala.
Ako neki od zraka koji se reflektuju od ogledala uđu u vaše oko, činiće vam se da reflektovani zraci dolaze iz tačke S 1, iako u stvarnosti nema izvora svetlosti u tački S 1. Stoga se tačka S 1 naziva imaginarna slika tačke S. Ravno ogledalo uvijek daje virtuelnu sliku.
Saznajte kako se predmet i njegova slika nalaze u odnosu na ogledalo. Da bismo to učinili, okrećemo se geometriji. Razmotrimo, na primjer, zraku SC koja pada na ogledalo i odbija se od njega (slika 11.7, b).
Sa slike vidimo da su Δ SOC = Δ S 1 OC pravokutni trouglovi koji imaju zajedničku stranicu CO i jednaki su oštri uglovi(jer prema zakonu refleksije svjetlosti α = β). Iz jednakosti trokuta imamo da su SO = S 1 O, odnosno tačka S i njena slika S 1 simetrični u odnosu na površinu ravnog ogledala.
Isto se može reći i za sliku proširenog objekta: predmet i njegova slika su simetrični u odnosu na površinu ravnog ogledala.
Dakle, instalirali smo Opće karakteristike slike u ravnim ogledalima.
1. Ravno ogledalo daje virtuelnu sliku objekta.
2. Slika predmeta u ravnom ogledalu i sam predmet su simetrični u odnosu na površinu ogledala, a to znači:
1) slika predmeta je po veličini jednaka samom objektu;
2) slika predmeta se nalazi na istoj udaljenosti od površine ogledala kao i sam predmet;
3) segment koji povezuje tačku na predmetu i odgovarajuću tačku na slici je okomit na površinu ogledala.
Razlikovati zrcalni i difuzni odraz svjetlosti
Uveče, kada je svetlo u prostoriji, možemo videti našu sliku u prozorskom oknu. Ali slika nestaje ako su zavjese navučene: nećemo vidjeti našu sliku na tkanini. I zašto? Odgovor na ovo pitanje vezan je za najmanje dva fizička fenomena.
Prvi takav fizički fenomen je refleksija svjetlosti. Da bi se slika pojavila, svjetlost se mora reflektirati od površine na spekularni način: nakon zrcalne refleksije svjetlosti koja dolazi iz tačkastog izvora S, nastavak reflektiranih zraka će se ukrštati u jednoj tački S 1, koja biće slika tačke S (slika 11.8, a). Takva refleksija je moguća samo sa vrlo glatkih površina. Zovu se tako - zrcalne površine. Pored uobičajenog ogledala, primjeri zrcalnih površina su staklo, uglačani namještaj, mirna vodena površina itd. (Sl. 11.8, b, c).
Ako se svjetlost odbija od hrapave površine, takva refleksija se naziva raspršena (difuzna) (slika 11.9). U ovom slučaju, reflektirane zrake se šire različitim pravcima(zbog toga vidimo osvijetljeni predmet iz bilo kojeg smjera). Jasno je da postoji mnogo više površina koje raspršuju svjetlost od zrcalnih.
Osvrnite se oko sebe i navedite najmanje deset površina koje difuzno reflektiraju svjetlost.
Rice. 11.8. Spekularna refleksija svjetlosti je refleksija svjetlosti od glatke površine.
Rice. 11.9. Raspršena (difuzna) refleksija svjetlosti je refleksija svjetlosti od hrapave površine
Drugi fizički fenomen koji utiče na sposobnost viđenja slike je apsorpcija svjetlosti. Na kraju krajeva, svjetlost se ne odbija samo od fizička tijela, ali ih i apsorbiraju. Najbolji reflektori svjetlosti su ogledala: mogu reflektirati do 95% upadne svjetlosti. Tijela su dobri reflektori svjetlosti. bijele boje, ali crna površina apsorbira gotovo svu svjetlost koja pada na nju.
Kada u jesen padne snijeg, noći postaju mnogo svjetlije. Zašto? Učenje rješavanja problema
Zadatak. Na sl. 1 shematski prikazuje objekt BC i ogledalo NM. Grafički pronađite područje iz koje je slika objekta BC potpuno vidljiva.
Analiza fizičkog problema. Da bi se u ogledalu sagledala slika određene tačke predmeta, potrebno je da se barem deo zraka koji iz te tačke padaju na ogledalo reflektuje u oko posmatrača. Jasno je da ako se zraci koji izlaze iz krajnjih tačaka predmeta reflektuju u oko, onda se i zraci koji izlaze iz svih tačaka objekta reflektuju u oko.
Rješenje, analiza rezultata
1. Konstruirajmo tačku B 1 - sliku tačke B u ravnom ogledalu (slika 2, a). Područje ograničeno površinom ogledala i zracima reflektovanim od krajnjih tačaka ogledala biće površina iz koje je vidljiva slika B 1 tačke B u ogledalu.
2. Nakon što smo na sličan način konstruisali sliku C 1 tačke C, odredimo oblast njenog vida u ogledalu (slika 2, b).
3. Posmatrač može vidjeti sliku cijelog objekta samo ako zraci koji daju obje slike - B 1 i C 1 (sl. 2, c) uđu u njegovo oko. Dakle, područje istaknuto na Sl. 2, narandžasto, je područje iz kojeg je slika objekta potpuno vidljiva.
Analizirajte dobijeni rezultat, još jednom razmotrite sl. 2 na problem i nudi lakši način za pronalaženje vidnog područja objekta u ravnom ogledalu. Provjerite svoje pretpostavke iscrtavanjem vidnog polja nekoliko objekata na dva načina.
Sažimanje
Sva vidljiva tijela reflektiraju svjetlost. Kada se svetlost reflektuje, ispunjena su dva zakona refleksije svetlosti: 1) upadni snop, reflektovani snop i okomita na reflektujuću površinu, povučena iz tačke upada snopa, leže u istoj ravni; 2) ugao refleksije jednak je upadnom uglu.
Slika predmeta u ravnom ogledalu je imaginarna, jednaka je po veličini samom objektu i nalazi se na istoj udaljenosti od ogledala kao i sam predmet.
Razlikovati zrcalne i difuzne refleksije svjetlosti. U slučaju spekularne refleksije, možemo vidjeti virtuelnu sliku objekta u reflektirajućoj površini; u slučaju difuzne refleksije, slika se ne pojavljuje.
Kontrolna pitanja
1. Zašto vidimo okolna tijela? 2. Koji ugao se naziva upadnim uglom? ugao refleksije? 3. Formulirajte zakone refleksije svjetlosti. 4. Kojim se uređajem može provjeriti valjanost zakona refleksije svjetlosti? 5. Koja je osobina reverzibilnosti svjetlosnih zraka? 6. U kom slučaju se slika naziva imaginarnom? 7. Opišite sliku predmeta u ravnom ogledalu. 8. Kako se difuzna refleksija svjetlosti razlikuje od spekularne?
Vježba broj 11
1. Djevojka stoji na udaljenosti od 1,5 m od ravnog ogledala. Koliko je njen odraz udaljen od devojke? Opišite to.
2. Vozač automobila, gledajući u retrovizor, vidio je suvozača kako sjedi na zadnjem sjedištu. Može li suvozač u ovom trenutku, gledajući u isto ogledalo, vidjeti vozača?
3. Prenesite sliku. 1 u svesci, za svaki slučaj konstruišite upadnu (ili reflektovanu) zraku. Označite uglove upada i refleksije.
4. Ugao između upadnih i reflektovanih zraka je 80°. Koliki je upadni ugao zraka?
5. Predmet je bio na udaljenosti od 30 cm od ravnog ogledala. Zatim je predmet pomaknut od ogledala za 10 cm u smjeru okomitom na površinu ogledala i 15 cm paralelno s njom. Kolika je bila udaljenost između objekta i njegovog odraza? Šta je to postalo?
6. Krećete se prema izlogu ogledala brzinom od 4 km/h. Koliko brzo vam se približava vaš odraz? Za koliko će se smanjiti udaljenost između vas i vašeg odraza kada hodate 2 m?
7. Sunčeva zraka se odbija od površine jezera. Ugao između upadne zrake i horizonta je dvostruko veći od ugla između upadne i reflektovane zrake. Koliki je upadni ugao zraka?
8. Devojčica se gleda u ogledalo koje visi na zidu pod blagim uglom (slika 2).
1) Izgradite odraz djevojke u ogledalu.
2) Grafički pronađite koji dio svog tijela djevojka vidi; oblast iz koje devojka vidi sebe u potpunosti.
3) Koje promjene će se uočiti ako se ogledalo postepeno prekriva neprozirnim ekranom?
9. Noću, pri svjetlu farova automobila, vozaču se čini lokva na trotoaru tamna mrlja na svetlijoj pozadini puta. Zašto?
10. Na sl. 3 prikazuje putanju zraka u periskopu - uređaju čiji se rad zasniva na pravolinijskom širenju svjetlosti. Objasnite kako ovaj uređaj radi. Uzeti prednost dodatni izvori informacije i saznajte gdje se koriste.
LAB #3
Predmet. Ispitivanje refleksije svjetlosti pomoću ravnog ogledala.
Svrha: eksperimentalno provjeriti zakone refleksije svjetlosti.
oprema: izvor svjetlosti (svijeća ili električna lampa na postolju), ravno ogledalo, ekran sa prorezom, nekoliko praznih bijelih listova papira, ravnalo, kutomjer, olovka.
uputstva za rad
priprema za eksperiment
1. Prije izvođenja radova zapamtite: 1) sigurnosne zahtjeve pri radu sa staklenim predmetima; 2) zakoni refleksije svetlosti.
2. Sastavite eksperimentalnu postavku (slika 1). Za ovo:
1) instalirajte ekran sa prorezom na belom listu papira;
2) pomeranjem izvora svetlosti dobiti traku svetlosti na papiru;
3) postaviti ravno ogledalo pod određenim uglom u odnosu na traku svetlosti i okomito na list papira tako da reflektovani snop svetlosti daje i jasno vidljivu traku na papiru.
Eksperimentiraj
Strogo se pridržavajte sigurnosnih uputa (pogledajte letnji list udžbenika).
1. Dobro naoštrenom olovkom povucite liniju duž ogledala na papiru.
2. Stavite tri tačke na list papira: prva je u sredini upadnog svetlosnog snopa, druga je u sredini reflektovanog svetlosnog snopa, treća je na mestu gde svetlosni snop udara u ogledalo (slika 2).
3. Ponovite opisane korake još nekoliko puta (na različitim listovima papira), postavljajući ogledalo pod različitim uglovima u odnosu na snop upadne svetlosti.
4. Promjenom ugla između ogledala i lista papira, uvjerite se da u tom slučaju nećete vidjeti reflektirani snop svjetlosti.
Obrada rezultata eksperimenta
Za svako iskustvo:
1) izgraditi snop koji upada na ogledalo i reflektovani snop;
2) kroz tačku upada zraka povući okomitu na liniju povučenu duž ogledala;
3) Označite i izmjerite upadni ugao (α) i ugao refleksije (β) svjetlosti. Rezultate mjerenja unesite u tabelu.
Analiza eksperimenta i njegovih rezultata
Analizirajte eksperiment i njegove rezultate. Donesite zaključak u kojem navedite: 1) koliki je odnos upadnog ugla svjetlosni snop i ugao njegove refleksije koji ste postavili; 2) da li su se rezultati eksperimenata pokazali apsolutno tačnim, a ako nisu, koji su razlozi greške.
kreativni zadatak
Koristeći sl. 3, razmislite i zapišite plan za provođenje eksperimenta za određivanje visine prostorije pomoću ravnog ogledala; navesti potrebnu opremu.
Eksperimentirajte ako je moguće.
Zadatak "sa zvjezdicom"
