Ilusi penglihatan. Ilusi optik. Eksperimen dalam fisika. Eksperimen menarik dalam fisika Eksperimen optik

pengantar

1. Review literatur

1.1. Sejarah perkembangan optik geometris

1.2. Konsep dasar dan hukum optik geometris

1.3. Elemen prisma dan bahan optik

2. Bagian percobaan

2.1 Bahan dan teknik eksperimental

2.2. Hasil percobaan

2.2.1. Percobaan demonstrasi menggunakan prisma kaca dengan sudut bias 90º

2.2.2. Percobaan demonstrasi menggunakan prisma kaca berisi air, dengan sudut bias 90º

2.2.3. Percobaan demonstrasi menggunakan prisma kaca berongga dan diisi udara, dengan sudut bias 74º

2.3. Diskusi hasil eksperimen

Daftar literatur bekas

pengantar

Peran penting eksperimen dalam studi fisika di sekolah sesuai dengan prinsip utama ilmu alam, yang menurutnya eksperimen merupakan dasar kognisi fenomena. Eksperimen demonstrasi berkontribusi pada penciptaan konsep fisik. Di antara eksperimen demonstrasi, salah satu tempat terpenting ditempati oleh eksperimen dalam optik geometris, yang memungkinkan untuk secara jelas menunjukkan sifat fisik cahaya dan mendemonstrasikan hukum dasar perambatan cahaya.

Dalam karya ini, masalah pengaturan eksperimen dalam optik geometris menggunakan prisma di sekolah menengah diselidiki. Eksperimen paling ilustratif dan menarik dalam optik dipilih menggunakan peralatan yang dapat dibeli oleh sekolah mana pun atau dibuat secara mandiri.

Tinjauan Literatur

1.1 Sejarah perkembangan optik geometris.

Optik milik ilmu semacam itu, yang ide awalnya muncul di zaman kuno. Sepanjang sejarahnya yang berabad-abad, ia telah mengalami perkembangan yang berkelanjutan, dan sekarang ia adalah salah satu ilmu fisika dasar, memperkaya dirinya dengan penemuan-penemuan fenomena dan hukum yang semakin banyak.

Masalah terpenting dalam optik adalah pertanyaan tentang sifat cahaya. Ide pertama tentang sifat cahaya muncul di zaman kuno. Pemikir kuno mencoba memahami esensi fenomena cahaya berdasarkan sensasi visual. Orang Hindu kuno mengira bahwa mata memiliki "sifat yang berapi-api". Filsuf dan matematikawan Yunani Pythagoras (582-500 SM) dan sekolahnya percaya bahwa sensasi visual muncul dari fakta bahwa "uap panas" berasal dari mata ke objek. Dalam perkembangan selanjutnya, pandangan tersebut mengambil bentuk yang lebih jelas dalam bentuk teori sinar visual yang dikembangkan oleh Euclid (300 SM). Menurut teori ini, penglihatan disebabkan oleh fakta bahwa "sinar visual" berasal dari mata, yang dirasakan dengan ujung tubuh dan menciptakan sensasi visual. Euclid adalah pendiri teori propagasi cahaya bujursangkar. Menerapkan matematika untuk mempelajari cahaya, ia menetapkan hukum pantulan cahaya dari cermin. Perlu dicatat bahwa untuk konstruksi teori geometris pantulan cahaya dari cermin, sifat asal mula cahaya tidak menjadi masalah, tetapi hanya properti propagasi bujursangkar yang penting. Pola yang ditemukan oleh Euclid telah dilestarikan dalam optik geometris modern. Pembiasan cahaya juga akrab bagi Euclid. Di kemudian hari, pandangan serupa dikembangkan oleh Ptolemeus (70-147 M). Mereka menaruh perhatian besar pada studi tentang fenomena refraksi cahaya; khususnya, Ptolemeus membuat banyak pengukuran sudut datang dan refraksi, tetapi dia gagal untuk menetapkan hukum refraksi. Ptolemeus memperhatikan bahwa posisi tokoh-tokoh di langit berubah karena pembiasan cahaya di atmosfer.

Selain Euclid, ilmuwan kuno lainnya mengetahui efek cermin cekung. Archimedes (287-212 SM) dikreditkan dengan membakar armada musuh menggunakan sistem cermin cekung, yang dia gunakan untuk mengumpulkan sinar matahari dan mengarahkannya ke kapal-kapal Romawi. Sebuah langkah maju dibuat oleh Empedocles (492-432 SM), yang percaya bahwa aliran keluar diarahkan dari tubuh bercahaya ke mata, dan aliran keluar berasal dari mata menuju tubuh. Saat arus keluar ini bertemu, sensasi visual muncul. Filsuf Yunani terkenal, pendiri atomisme, Democritus (460-370 SM) sama sekali menolak konsep sinar visual. Menurut pandangan Democritus, penglihatan terjadi karena jatuh ke permukaan mata atom-atom kecil yang berasal dari benda. Epicurus (341-270 SM) kemudian menganut pandangan serupa. Filsuf Yunani terkenal Aristoteles (384-322 SM), yang percaya bahwa penyebab sensasi visual terletak di luar mata manusia, juga merupakan lawan yang menentukan dari "teori sinar visual". Aristoteles berusaha menjelaskan warna sebagai konsekuensi dari campuran terang dan gelap.

Perlu dicatat bahwa pandangan para pemikir kuno terutama didasarkan pada pengamatan fenomena alam yang paling sederhana. Fisika kuno tidak memiliki landasan yang diperlukan dalam bentuk penelitian eksperimental. Oleh karena itu, ajaran orang dahulu tentang sifat cahaya bersifat spekulatif. Namun demikian, meskipun pandangan ini untuk sebagian besar hanya tebakan cerdik, mereka pasti memiliki pengaruh besar pada perkembangan lebih lanjut dari optik.

Fisikawan Arab Algazen (1038) mengembangkan sejumlah masalah dalam optik dalam penelitiannya. Dia mempelajari mata, membiaskan cahaya, memantulkan cahaya di cermin cekung. Saat mempelajari pembiasan cahaya, Algazei, berbeda dengan Ptolemeus, membuktikan bahwa sudut datang dan pembiasan tidak proporsional, yang menjadi pendorong untuk penelitian lebih lanjut guna menemukan hukum pembiasan. Algazen mengetahui kekuatan pembesar segmen kaca bulat. Mengenai masalah sifat cahaya, Alhazen mengambil posisi yang tepat, menolak teori sinar visual. Algazen berasal dari gagasan bahwa sinar memancar dari setiap titik benda bercahaya, yang mencapai mata, menyebabkan sensasi visual. Alhazen percaya bahwa cahaya memiliki kecepatan propagasi yang terbatas, yang dengan sendirinya merupakan langkah besar dalam memahami sifat cahaya. Alhazen memberikan penjelasan yang benar untuk fakta bahwa Matahari dan Bulan tampak lebih besar di cakrawala daripada di puncaknya; ia menghubungkan ini dengan tipu daya indera.

Renaisans. Di bidang sains, metode eksperimental mempelajari alam secara bertahap menang. Selama periode ini, sejumlah penemuan dan penemuan luar biasa dibuat di bidang optik. Francis Mavrolik (1494-1575) dikreditkan dengan penjelasan yang cukup akurat tentang kacamata. Mavrolik juga menemukan bahwa lensa cekung tidak mengumpulkan melainkan menyebarkan sinar. Ia menemukan bahwa lensa merupakan bagian terpenting dari mata, dan membuat kesimpulan tentang penyebab hyperopia dan miopia sebagai konsekuensi dari pembiasan cahaya yang tidak normal oleh lensa. Mavrolik memberikan penjelasan yang benar tentang pembentukan bayangan matahari yang diamati ketika sinar matahari melewati lubang-lubang kecil. Selanjutnya, kita harus menyebutkan Port Italia (1538-1615), yang pada tahun 1589 menemukan kamera obscura - prototipe kamera masa depan. Beberapa tahun kemudian, instrumen optik utama ditemukan - mikroskop dan teleskop.

Penemuan mikroskop (1590) dikaitkan dengan nama ahli optik ahli Belanda Zachary Jansen. Produksi teleskop dimulai pada waktu yang hampir bersamaan (1608-1610) oleh ahli kacamata Belanda Zachary Jansen, Jacob Metzius dan Hans Lippersgey. Penemuan instrumen optik ini menyebabkan pada tahun-tahun berikutnya penemuan besar dalam astronomi dan biologi. Fisikawan dan astronom Jerman N. Kepler (1571-1630) melakukan pekerjaan mendasar pada teori instrumen optik dan optik fisiologis, yang pendirinya tepat disebut Kepler. Kepler banyak bekerja pada studi pembiasan cahaya.

Prinsip Fermat, dinamai menurut ilmuwan Prancis Pierre Fermat (1601-1665), yang merumuskannya, sangat penting untuk optik geometris. Prinsip ini menetapkan bahwa cahaya di antara dua titik menyebar di sepanjang jalur yang membutuhkan waktu minimum untuk melakukan perjalanan. Oleh karena itu, Fermat, berbeda dengan Descartes, menganggap kecepatan propagasi cahaya terbatas. Fisikawan Italia yang terkenal, Galilei (1564-1642), tidak melakukan pekerjaan sistematis yang ditujukan untuk mempelajari fenomena cahaya. Namun, di bidang optik, ia juga memiliki karya-karya sains yang membawa hasil luar biasa. Galileo menyempurnakan teleskop dan pertama kali menerapkannya pada astronomi, di mana ia membuat penemuan luar biasa yang berkontribusi pada pembuktian pandangan terbaru tentang struktur Alam Semesta, berdasarkan sistem heliosentris Copernican. Galileo berhasil membuat teleskop dengan perbesaran bingkai 30 kali lipat lebih besar dari perbesaran teleskop penemu pertamanya. Dengan bantuannya, ia menemukan pegunungan dan kawah di permukaan Bulan, menemukan satelit di dekat planet Jupiter, menemukan struktur bintang di Bima Sakti, dll. Galileo mencoba mengukur kecepatan cahaya dalam kondisi terestrial, tetapi tidak berhasil karena kelemahan sarana eksperimental yang tersedia untuk tujuan ini. ... Oleh karena itu, Galileo telah memiliki gagasan yang benar tentang kecepatan akhir perambatan cahaya. Galileo juga mengamati bintik matahari. Prioritas penemuan bintik matahari oleh Galileo ditantang oleh ilmuwan Yesuit Pater Scheiner (1575-1650), yang melakukan pengamatan yang tepat terhadap bintik matahari dan obor matahari menggunakan teleskop yang diatur sesuai dengan skema Kepler. Hal yang luar biasa tentang karya Scheiner adalah ia mengubah teleskop menjadi perangkat proyeksi, memperluas lensa mata lebih dari yang diperlukan untuk penglihatan yang jelas dengan mata, ini memungkinkan untuk mendapatkan gambar Matahari di layar dan mendemonstrasikannya pada tingkat perbesaran yang berbeda ke beberapa wajah secara bersamaan.

Abad ke-17 ditandai dengan kemajuan lebih lanjut di berbagai bidang sains, teknologi, dan produksi. Matematika sedang mengalami perkembangan yang signifikan. Masyarakat ilmiah dan akademi yang menyatukan ilmuwan sedang diciptakan di berbagai negara Eropa. Berkat hal tersebut, sains menjadi milik kalangan yang lebih luas, yang berkontribusi pada terjalinnya hubungan internasional dalam sains. Pada paruh kedua abad ke-17, metode eksperimental yang mempelajari fenomena alam akhirnya menang.

Penemuan terbesar periode ini dikaitkan dengan nama fisikawan dan matematikawan Inggris yang brilian, Isaac Newton / (1643-1727). Penemuan eksperimental terpenting Newton dalam optik adalah dispersi cahaya dalam prisma (1666). Dengan menyelidiki lintasan berkas cahaya putih melalui prisma segitiga, Newton menemukan bahwa berkas cahaya putih terbagi menjadi kumpulan tak terbatas sinar berwarna yang membentuk spektrum kontinu. Dari percobaan tersebut disimpulkan bahwa cahaya putih merupakan radiasi yang kompleks. Newton juga melakukan percobaan sebaliknya, mengumpulkan dengan bantuan sinar berwarna lensa yang terbentuk setelah sinar cahaya putih melewati prisma. Alhasil, dia kembali menerima cahaya putih. Terakhir, Newton melakukan percobaan pencampuran warna dengan menggunakan lingkaran berputar yang dibagi menjadi beberapa sektor, diwarnai dengan warna primer spektrum. Saat cakram diputar dengan cepat, semua warna menyatu, memberi kesan putih.

Hasil dari eksperimen fundamental ini Newton meletakkan dasar bagi teori warna, yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan oleh pendahulunya. Menurut teori warna, warna suatu benda ditentukan oleh sinar spektrum yang dipantulkan oleh benda tersebut; tubuh menyerap sinar lain.

1.2 Konsep dasar dan hukum optik geometris. Cabang optik, yang didasarkan pada konsep sinar cahaya sebagai garis lurus di mana energi cahaya merambat, disebut optik geometris. Nama ini diberikan kepadanya karena semua fenomena perambatan cahaya di sini dapat diselidiki dengan konstruksi geometris jalur sinar, dengan mempertimbangkan hukum pantulan dan pembiasan cahaya. Hukum ini adalah dasar dari optik geometris.

Namun, ketika kita berbicara tentang fenomena, interaksi cahaya dengan hambatan, yang dimensinya cukup kecil, hukum optik geometris tidak mencukupi dan perlu menggunakan hukum optik gelombang. Optik geometris memungkinkan untuk membongkar fenomena utama yang terkait dengan perjalanan cahaya melalui lensa dan sistem optik lainnya, serta dengan pantulan cahaya dari cermin. Konsep sinar cahaya sebagai berkas cahaya tipis tak terhingga yang merambat secara bujursangkar secara alami mengarah pada hukum perambatan cahaya bujursangkar dan perambatan berkas cahaya secara independen. Hukum inilah, bersama dengan hukum refraksi dan pantulan cahaya, yang merupakan hukum dasar optik geometris, yang tidak hanya menjelaskan banyak fenomena fisik, tetapi juga memungkinkan dilakukannya kalkulasi dan desain perangkat optik. Semua hukum ini pada awalnya ditetapkan sebagai hukum empiris, yaitu, berdasarkan eksperimen, observasi.

CAHAYA TERCEPAT

Partikel zat yang memancarkan cahaya berperilaku seperti antena kecil. "Antena" ini menerima gelombang elektromagnetik cahaya dan mengirimkannya ke arah yang baru. Proses ini disebut hamburan Rayleigh setelah fisikawan Inggris Lord Rayleigh (John William Strett, 1842-1919).

Tes 1

Letakkan selembar kertas putih di atas meja dengan lampu senter di sebelahnya sehingga sumber cahaya berada di tengah-tengah sisi panjang lembar kertas tersebut.
Isi dua gelas plastik bening tidak berwarna dengan air. Gunakan spidol untuk menandai kacamata dengan A dan B.
Tambahkan setetes susu ke gelas B dan aduk
Lipat karton putih berukuran 15x30 cm menjadi satu dengan ujung pendeknya dan lipat menjadi dua menjadi satu gubuk. Ini akan berfungsi sebagai layar untuk Anda. Tempatkan layar di depan senter, di sisi berlawanan dari lembaran kertas.

Gelapkan ruangan, nyalakan senter dan perhatikan warna titik cahaya yang dibentuk oleh senter di layar.
Tempatkan kaca A di tengah-tengah lembaran kertas, di depan senter, dan lakukan hal berikut: perhatikan warna titik cahaya pada layar, yang terbentuk sebagai akibat dari lintasan cahaya dari senter melalui air; Perhatikan baik-baik airnya dan perhatikan bagaimana warna air telah berubah.
Ulangi, mengganti kaca A dengan kaca B.

Akibatnya, warna titik cahaya yang terbentuk di layar oleh seberkas cahaya dari senter, yang jalurnya tidak ada apa-apa selain udara, mungkin putih atau agak kekuningan. Saat seberkas cahaya melewati air jernih, warna bintik pada layar tidak berubah. Warna airnya juga tidak berubah.
Tetapi setelah melewati sinar melalui air yang ditambahkan susu, titik cahaya pada layar tampak kuning atau bahkan oranye, dan air menjadi kebiruan.

Mengapa?
Cahaya, seperti radiasi elektromagnetik pada umumnya, memiliki sifat gelombang dan sel. Perambatan cahaya memiliki karakter seperti gelombang, dan interaksinya dengan materi terjadi seolah-olah radiasi cahaya terdiri dari partikel-partikel individu. Partikel cahaya - kuanta (alias foton), adalah kumpulan energi dengan frekuensi berbeda.

Foton memiliki sifat partikel dan gelombang. Karena foton mengalami getaran gelombang, ukuran foton dianggap sebagai panjang gelombang cahaya pada frekuensi yang sesuai.
Lentera adalah sumber cahaya putih. Ini adalah cahaya tampak, terdiri dari semua jenis corak warna, mis. radiasi dengan panjang gelombang yang berbeda - dari merah, dengan panjang gelombang terpanjang, hingga biru dan ungu, dengan panjang gelombang terpendek dalam kisaran yang terlihat. Ketika getaran cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda dicampur, mata melihatnya dan otak menafsirkan kombinasi ini sebagai putih, yaitu kurangnya warna. Cahaya melewati air jernih tanpa mengambil warna apa pun.

Tetapi ketika cahaya melewati air, diwarnai dengan susu, kami melihat bahwa air menjadi kebiruan, dan titik cahaya di layar menjadi kuning-oranye. Hal ini terjadi akibat hamburan (defleksi) sebagian gelombang cahaya. Hamburan bisa bersifat elastis (refleksi), di mana foton bertabrakan dengan partikel dan memantulnya, seperti dua bola biliar yang saling memantul. Sebuah foton mengalami hamburan terbesar ketika bertabrakan dengan partikel yang ukurannya hampir sama dengan dirinya sendiri.

Partikel-partikel kecil susu dalam air menyebar paling baik pada panjang gelombang pendek biru dan ungu. Jadi, ketika cahaya putih melewati air yang diwarnai dengan susu, sensasi biru pucat muncul dari hamburan panjang gelombang pendek. Setelah hamburan pada partikel susu dengan panjang gelombang pendek dari berkas cahaya, sebagian besar panjang gelombang kuning dan oranye tetap berada di dalamnya. Mereka beralih ke layar.

Jika ukuran partikel lebih besar dari panjang gelombang maksimum cahaya tampak, cahaya yang tersebar akan terdiri dari semua panjang gelombang; cahaya ini akan menjadi putih.

Tes 2

Bagaimana hamburan bergantung pada konsentrasi partikel?
Ulangi percobaan menggunakan berbagai konsentrasi susu dalam air, dari 0 hingga 10 tetes. Amati perubahan warna air dan cahaya yang ditransmisikan oleh air.

Tes 3

Apakah hamburan cahaya dalam medium bergantung pada kecepatan cahaya dalam medium tersebut?
Kecepatan cahaya tergantung pada kepadatan zat yang dilalui cahaya. Semakin tinggi kepadatan medium, semakin lambat penyebaran cahaya di dalamnya.

Ingatlah bahwa hamburan cahaya di berbagai zat dapat dibandingkan dengan mengamati kecerahan zat ini. Mengetahui bahwa kecepatan cahaya di udara adalah 3 x 108 m / s, dan kecepatan cahaya di dalam air adalah 2.23 x 108 m / s, Anda dapat membandingkan, misalnya, kecerahan pasir sungai basah dengan kecerahan pasir kering. Perlu diingat bahwa cahaya yang jatuh pada pasir kering melewati udara, dan cahaya yang jatuh pada pasir basah melalui air.

Tuang pasir ke dalam piring kertas sekali pakai. Tuangkan air ke tepi piring. Setelah memperhatikan kecerahan berbagai area pasir di piring, tarik kesimpulan di mana pasir memiliki dispersi lebih besar: di kering (di mana butiran pasir dikelilingi oleh udara) atau di basah (butiran pasir dikelilingi oleh air). Anda juga bisa mencoba cairan lain, seperti minyak sayur.

Materi didaktik

Penyebaran cahaya

Seperti yang kita ketahui, salah satu jenis perpindahan panas adalah radiasi. Dengan radiasi, transfer energi dari satu benda ke benda lain dapat dilakukan bahkan dalam ruang hampa. Ada beberapa jenis radiasi, salah satunya sinar tampak.

Tubuh yang diterangi secara bertahap memanas. Ini berarti bahwa cahaya benar-benar radiasi.

Fenomena cahaya dipelajari oleh cabang fisika yang disebut optik. Kata "optik" dalam bahasa Yunani berarti "terlihat", karena cahaya adalah bentuk radiasi yang terlihat.

Studi tentang fenomena cahaya sangat penting bagi manusia. Lagi pula, lebih dari sembilan puluh persen informasi yang kita terima berkat penglihatan, yaitu kemampuan untuk merasakan sensasi cahaya.

Benda yang memancarkan cahaya disebut sumber cahaya - alami atau buatan.

Contoh sumber cahaya alami adalah Matahari dan bintang lainnya, petir, serangga dan tumbuhan yang berpendar. Sumber cahaya artifisial adalah lilin, lampu, pembakar dan banyak lagi lainnya.

Sumber cahaya apa pun mengonsumsi energi saat memancarkan.

Matahari memancarkan cahaya berkat energi dari reaksi nuklir yang terjadi di interiornya.

Lampu minyak tanah mengubah energi yang dilepaskan selama pembakaran minyak tanah menjadi cahaya.

Pantulan cahaya

Seseorang melihat sumber cahaya ketika pancaran sinar dari sumber ini mengenai mata. Jika tubuh bukanlah sumber, maka mata dapat melihat sinar dari sumber manapun, yang dipantulkan oleh tubuh ini, yaitu jatuh ke permukaan tubuh ini dan mengubah arah perambatan selanjutnya. Tubuh yang memantulkan sinar menjadi sumber cahaya yang dipantulkan.

Sinar yang jatuh ke permukaan tubuh mengubah arah perambatan selanjutnya. Ketika dipantulkan, cahaya kembali ke media yang sama dari mana ia jatuh ke permukaan tubuh. Tubuh yang memantulkan sinar menjadi sumber cahaya yang dipantulkan.

Ketika kita mendengar kata "refleksi" ini, pertama-tama, kita diingatkan pada cermin. Dalam kehidupan sehari-hari, cermin datar paling sering digunakan. Percobaan sederhana dapat dilakukan dengan cermin datar untuk menetapkan hukum pantulan cahaya. Kami meletakkan iluminator di selembar kertas yang tergeletak di atas meja sehingga seberkas cahaya tipis terletak di bidang meja. Dalam hal ini, berkas cahaya akan meluncur di atas permukaan lembaran kertas, dan kita bisa melihatnya.

Tempatkan cermin datar secara vertikal di jalur berkas cahaya tipis. Seberkas cahaya akan memantul darinya. Seseorang dapat memastikan bahwa sinar yang dipantulkan, seperti kejadian di cermin, meluncur di sepanjang kertas di bidang meja. Tandai dengan pensil di selembar kertas posisi relatif dari kedua balok cahaya dan cermin. Hasilnya akan diperoleh diagram dari percobaan yang dilakukan Sudut antara sinar datang dan tegak lurus yang direstorasi ke permukaan pemantulan pada titik datang biasa disebut sudut datang dalam optik. Sudut antara tegak lurus yang sama dan balok yang dipantulkan adalah sudut pantulan. Hasil percobaannya adalah sebagai berikut:

1. Sinar datang, balok yang dipantulkan dan tegak lurus dengan permukaan pantul, direkonstruksi pada titik datangnya, terletak pada bidang yang sama.
2. Sudut datang sama dengan sudut refleksi. Kedua kesimpulan ini mewakili hukum refleksi.

Melihat cermin datar, kita melihat gambar benda yang terletak di depannya. Gambar-gambar ini persis mengulang kemunculan objek. Tampaknya, benda kembar ini terletak di balik permukaan cermin.

Pertimbangkan gambar sumber titik di cermin datar. Untuk melakukan ini, kita akan secara acak menarik beberapa sinar dari sumber, membangun sinar pantulan yang sesuai dan kemudian menyelesaikan perpanjangan sinar pantulan di luar bidang cermin. Semua ekstensi sinar akan berpotongan di belakang bidang cermin pada satu titik: titik ini adalah bayangan sumbernya.

Karena bukan sinar itu sendiri yang menyatu dalam gambar, tetapi hanya ekstensi mereka, pada kenyataannya tidak ada bayangan pada titik ini: hanya tampak bagi kami sinar itu berasal dari titik ini. Gambar seperti itu biasanya disebut imajiner.

Pembiasan cahaya

Ketika cahaya mencapai pemisahan dua media, sebagiannya dipantulkan, sedangkan bagian lainnya melewati perbatasan, membiaskan, yaitu mengubah arah perambatan selanjutnya.

Bagi kita, koin yang dibenamkan ke dalam air tampak lebih besar daripada ketika ia tergeletak di atas meja. Sebuah pensil atau sendok, yang diletakkan di dalam segelas air, bagi kami tampaknya rusak: bagian di dalam air tampak terangkat dan agak membesar. Ini dan banyak fenomena optik lainnya dijelaskan dengan pembiasan cahaya.

Pembiasan cahaya disebabkan oleh fakta bahwa dalam media yang berbeda, cahaya merambat pada kecepatan yang berbeda.

Kecepatan propagasi cahaya dalam media tertentu mencirikan kepadatan optik media tertentu: semakin tinggi kecepatan cahaya dalam media tertentu, semakin rendah kepadatan optiknya.

Bagaimana sudut bias berubah selama transisi cahaya dari udara ke air dan selama transisi dari air ke udara? Eksperimen menunjukkan bahwa ketika berpindah dari udara ke air, sudut refraksi ternyata lebih kecil dari sudut datang. Begitu pula sebaliknya: ketika berpindah dari air ke udara, sudut refraksi ternyata lebih besar dari sudut datangnya.

Dari percobaan refraksi cahaya, dua fakta menjadi jelas: 1. Sinar datang, sinar bias dan tegak lurus antarmuka antara dua media, yang direkonstruksi pada titik datang, terletak pada bidang yang sama.

1. Saat beralih dari media yang secara optik lebih padat ke media yang secara optik kurang padat, sudut refraksi lebih besar dari sudut datang.Ketika beralih dari media yang secara optik kurang padat ke yang lebih padat secara optik, sudut refraksi lebih kecil dari sudut datang.

Fenomena yang menarik dapat diamati jika sudut datang secara bertahap ditingkatkan ketika cahaya melewati media yang kurang rapat secara optik. Sudut pembiasan dalam hal ini, seperti diketahui, lebih besar dari sudut datang, dan dengan bertambahnya sudut datang, sudut pembiasan juga akan meningkat. Pada nilai sudut datang tertentu, sudut bias akan sama dengan 90 °.

Kami secara bertahap akan meningkatkan sudut datang saat cahaya melewati media yang secara optik kurang padat. Dengan meningkatnya sudut datang, sudut bias juga akan meningkat. Ketika sudut bias menjadi sama dengan sembilan puluh derajat, sinar bias tidak melewati medium kedua dari yang pertama, tetapi meluncur di bidang antarmuka antara kedua media ini.

Fenomena ini disebut refleksi internal total, dan sudut datang terjadinya adalah sudut pembatas dari refleksi internal total.

Fenomena refleksi internal total banyak digunakan dalam teknologi. Penggunaan serat optik fleksibel didasarkan pada fenomena ini, yang melaluinya sinar cahaya, berulang kali memantul dari dinding.

Cahaya tidak meninggalkan serat karena pantulan internal total. Perangkat optik sederhana yang menggunakan refleksi internal total adalah prisma yang dapat dibalik: ia membalik gambar dengan menukar sinar yang masuk.

Gambar di lensa

Lensa yang ketebalannya lebih kecil dibandingkan jari-jari bola yang membentuk permukaan lensa ini disebut tipis. Berikut ini, kami hanya akan mempertimbangkan lensa tipis. Dalam diagram optik, lensa tipis digambarkan sebagai segmen dengan panah di ujungnya. Bergantung pada arah panah, diagram membedakan antara lensa pengumpul dan pendifusi.

Pertimbangkan bagaimana seberkas sinar yang sejajar dengan sumbu optik utama melewati lensa. Datang

lensa konvergen, sinar dikumpulkan pada satu titik. Setelah melewati lensa hamburan, sinar menyimpang ke arah yang berbeda sedemikian rupa sehingga semua ekstensi mereka bertemu pada satu titik di depan lensa.

Titik di mana, setelah pembiasan dalam lensa konvergen, balok sejajar dengan sumbu optik utama dikumpulkan, disebut fokus utama lensa-F.

Dalam lensa difusi, balok yang sejajar dengan sumbu optik utamanya tersebar. Titik di mana ekstensi sinar yang dibiaskan dikumpulkan terletak di depan lensa dan disebut fokus utama lensa difusi.

Fokus lensa hamburan diperoleh di persimpangan bukan sinar itu sendiri, tetapi ekstensi mereka, oleh karena itu, imajiner, berbeda dengan lensa konvergen, di mana fokusnya nyata.

Lensa memiliki dua fokus utama. Keduanya berada pada jarak yang sama dari pusat optik lensa pada sumbu optik utamanya.

Jarak dari pusat optik lensa ke fokus biasa disebut dengan panjang fokus lensa. Semakin lensa mengubah arah sinar, semakin pendek panjang fokusnya. Oleh karena itu, daya optik sebuah lensa berbanding terbalik dengan panjang fokusnya.

Daya optik biasanya dilambangkan dengan huruf "DE", dan diukur dalam dioptri. Misalnya, saat menulis resep kacamata, mereka menunjukkan berapa banyak dioptri daya optik lensa kanan dan kiri yang seharusnya.

diopter (diopter) adalah daya optik lensa, yang panjang fokusnya adalah 1m. Karena fokus dari lensa pengumpul adalah nyata, dan yang hamburan adalah khayalan, kami sepakat untuk mempertimbangkan daya optik lensa pengumpul sebagai nilai positif, dan daya optik lensa hamburan negatif.

Siapa yang menetapkan hukum pantulan cahaya?

Selama abad ke-16, optik adalah ilmu yang mutakhir. Dari bola kaca yang diisi air, yang digunakan sebagai lensa fokus, kaca pembesar muncul, dan dari situ muncul mikroskop dan teleskop. Kekuatan angkatan laut terbesar pada masa itu, Belanda membutuhkan teleskop yang baik untuk mempertimbangkan pantai berbahaya sebelumnya atau menjauh dari musuh pada waktunya. Optik memberikan kesuksesan dan keandalan navigasi. Karena itu, di Belanda banyak ilmuwan yang terlibat di dalamnya. Willebrord Belanda, Snell van Royen, yang menyebut dirinya Snellius (1580 - 1626), mengamati (yang, bagaimanapun, banyak yang telah melihatnya sebelumnya), sebagai seberkas cahaya tipis yang dipantulkan di cermin. Dia hanya mengukur sudut datang dan sudut refleksi balok (yang belum pernah dilakukan sebelumnya) dan menetapkan hukum: sudut datang sama dengan sudut refleksi.

Sumber. Dunia cermin. Gilde V. - L .: Mir, 1982. hal. 24.

Mengapa berlian sangat dihargai?

Jelas sekali, seseorang secara khusus menghargai segala sesuatu yang tidak cocok atau sulit diubah. Termasuk logam mulia dan batu. Orang Yunani kuno menyebut berlian "adamas" - tak tertahankan, yang mengungkapkan sikap khusus mereka terhadap batu ini. Tentu saja, pada batu yang belum dipotong (berlian juga tidak dipotong), sifat yang paling jelas adalah kekerasan dan kilau.

Berlian memiliki indeks bias yang tinggi; 2,41 - untuk merah dan 2,47 - untuk ungu (sebagai perbandingan, cukuplah dikatakan bahwa indeks bias air adalah 1,33, dan kaca, tergantung pada jenisnya, dari 1,5 hingga 1,75).

Cahaya putih terdiri dari warna spektrum. Dan ketika sinarnya dibiaskan, masing-masing sinar berwarna penyusunnya membelokkan dengan cara yang berbeda-beda, ia tampaknya terbelah menjadi warna-warna pelangi. Itulah mengapa ada "permainan warna" di dalam berlian.

Orang Yunani kuno tidak diragukan lagi terpesona dengan ini juga. Tidak hanya batunya yang luar biasa dalam kecemerlangan dan kekerasannya, ia juga memiliki bentuk salah satu tubuh "sempurna" Plato!

Eksperimen

PENGALAMAN dalam optik # 1

Jelaskan penggelapan balok kayu setelah dibasahi.

Peralatan: kapal dengan air, balok kayu.

Jelaskan osilasi bayangan benda diam saat cahaya melewati udara di atas lilin yang menyala.Peralatan: tripod, bola di atas benang, lilin, layar, proyektor.

Tempelkan potongan kertas berwarna pada bilah kipas dan amati bagaimana warna ditambahkan pada mode rotasi yang berbeda. Jelaskan fenomena yang diamati.

PENGALAMAN # 2

Dengan gangguan ringan.

Demonstrasi sederhana penyerapan cahaya dengan larutan pewarna encer

Hanya membutuhkan lampu sekolah, segelas air dan sekat putih untuk persiapannya. Pewarna bisa sangat beragam, termasuk fluorescent.

Siswa mengamati dengan penuh minat perubahan warna berkas cahaya putih saat merambat melalui pewarna. Warna sinar yang muncul dari larutan ternyata tidak terduga bagi mereka. Karena cahaya difokuskan oleh lensa iluminator, warna titik pada layar ditentukan oleh jarak antara gelas cairan dan layar.

Eksperimen sederhana dengan lensa. (PENGALAMAN # 3)

Apa yang terjadi pada bayangan suatu objek yang diperoleh dengan lensa jika bagian dari lensa rusak dan gambar diperoleh dengan sisanya?

Menjawab. Gambar akan keluar di tempat yang sama dengan yang diperoleh dengan seluruh lensa, tetapi iluminasi akan berkurang karena bagian kecil dari sinar yang keluar dari objek akan mencapai bayangannya.

Tempatkan benda kecil yang berkilau, seperti bola dari bantalan, atau baut dari komputer, di atas meja yang diterangi matahari (atau lampu yang kuat) dan lihatlah melalui lubang kecil di selembar kertas timah. Cincin atau oval multi-warna akan terlihat jelas. Fenomena apa yang akan diamati? Menjawab. Difraksi.

Eksperimen sederhana dengan kacamata berwarna. (EKSPERIMEN # 4)

Pada selembar kertas putih, tulis "bagus sekali" dengan spidol atau pensil berujung merah dan "bagus" dengan spidol berwarna hijau. Ambil dua pecahan gelas botol - hijau dan merah.

(Perhatian! Hati-hati, Anda dapat melukai diri sendiri di tepi pecahan!)

Kaca apa yang perlu Anda lihat untuk melihat nilai "Luar Biasa"?

Menjawab. Lihatlah melalui kaca hijau. Dalam hal ini, prasasti akan terlihat dalam warna hitam pada latar belakang kertas yang berwarna hijau, karena cahaya merah pada tulisan "luar biasa" tidak ditransmisikan oleh kaca hijau. Jika dilihat melalui kaca merah, tulisan merah tidak akan terlihat pada background merah kertas.

PENGALAMAN # 5: Mengamati fenomena penyebaran

Diketahui bahwa ketika berkas cahaya putih yang sempit ditransmisikan melalui prisma kaca, strip pelangi dapat diamati pada layar yang dipasang di belakang prisma, yang disebut spektrum dispersi (atau prismatik). Spektrum ini juga diamati ketika sumber cahaya, prisma dan layar ditempatkan di wadah tertutup tempat udara dievakuasi.

Hasil percobaan terakhir menunjukkan bahwa terdapat ketergantungan indeks bias absolut kaca terhadap frekuensi gelombang cahaya. Fenomena ini diamati pada banyak zat dan disebut dispersi cahaya. Ada berbagai percobaan untuk menggambarkan fenomena dispersi cahaya. Gambar tersebut menunjukkan salah satu opsi untuk implementasinya.

Penyebaran cahaya ditemukan oleh Newton dan dianggap sebagai salah satu penemuan terpentingnya. Batu nisan yang didirikan pada tahun 1731 itu menggambarkan sosok pria muda yang memegang lambang penemuan terpenting Newton. Di tangan salah satu pemuda - sebuah prisma, dan dalam prasasti di monumen terdapat kata-kata berikut: "Dia menyelidiki perbedaan antara sinar cahaya dan berbagai sifat bunga yang terwujud pada saat yang sama, yang sebelumnya tidak pernah diduga oleh siapa pun."

PENGALAMAN # 6: Apakah cermin memiliki ingatan?

Cara meletakkan cermin datar pada persegi panjang yang digambar untuk mendapatkan gambar: segitiga, segi empat, segi lima.Peralatan: cermin datar, selembar kertas dengan gambar persegi di atasnya.

PERTANYAAN

Plexiglass transparan menjadi kusam saat digosok dengan amplas. Kaca yang sama menjadi transparan lagi jika Anda menggosoknya ...Dari?

Pada skala diafragma lensa, angka diterapkan sama dengan rasio panjang fokus dengan diameter lubang: 2; 2.8; 4,5; lima; 5.8, dll. Bagaimana waktu pencahayaan berubah jika apertur dipindahkan ke divisi skala yang lebih besar?

Menjawab. Semakin besar nilai apertur yang ditunjukkan pada skala, semakin rendah iluminasi gambar, dan semakin lama kecepatan rana yang diperlukan saat memotret.

Seringkali, lensa kamera terdiri dari beberapa lensa. Cahaya yang melewati lensa sebagian dipantulkan dari permukaan lensa. Cacat apa yang ditimbulkannya saat memotret?Menjawab

Saat memotret dataran bersalju dan permukaan air pada hari-hari cerah, disarankan untuk menggunakan tudung matahari, yang merupakan tabung silinder atau kerucut yang menghitam di dalamnya,
lensa. Apa tujuan kap mesin?Menjawab

Untuk mencegah cahaya memantul di dalam lensa, film transparan tertipis dengan urutan seperseribu milimeter diterapkan pada permukaan lensa. Lensa semacam itu disebut lensa berlapis. Fenomena fisik apa yang mendasari pencerahan lensa? Jelaskan mengapa lensa tidak memantulkan cahaya.Menjawab.

Pertanyaan untuk forum

Mengapa beludru hitam tampak jauh lebih gelap daripada sutra hitam

Mengapa cahaya putih, melewati kaca jendela, tidak terurai menjadi komponennya?Menjawab.

Menggempur

1. Apa sebutan kacamata tanpa pelipis? (Pince-nez)

2. Apa yang memberi elang saat berburu? (Bayangan.)

3. Untuk apa artis terkenal Quinji? (Kemampuan untuk menggambarkan transparansi udara dan cahaya bulan)

4. Apa nama lampu yang menerangi panggung? (Soffits)

5. Apakah itu batu permata berwarna biru atau kehijauan? (Pirus)

6. Tunjukkan keberadaan ikan di dalam air jika nelayan melihatnya di titik A.

Menggempur

1. Apa yang tidak bisa kamu sembunyikan di peti? (Sinar cahaya)

2. Apa warna cahaya putih? (Cahaya putih terdiri dari serangkaian sinar multiwarna: merah, oranye, kuning, hijau, biru, biru, ungu)

3. Mana yang lebih besar: awan atau bayangan darinya? (Awan membentuk kerucut bayangan penuh yang meruncing ke tanah, yang tingginya besar karena ukuran awan yang besar. Oleh karena itu, bayangan awan sedikit berbeda ukurannya dari awan itu sendiri)

4. Anda mengikutinya, dia dari Anda, Anda dari dia, dia setelah Anda. Apa itu? (Bayangan)

5. Tepinya terlihat, tetapi Anda tidak akan mencapainya. Apa ini? (Horizon)

Ilusi optik.

Tidakkah menurut Anda garis hitam dan putih bergerak berlawanan arah? Jika Anda memiringkan kepala - sekarang ke kanan, lalu ke kiri - arah rotasi juga berubah.

Tangga tak berujung menuju ke atas.

Matahari dan mata

jangan seperti matahari bagi mata,

Dia tidak bisa melihat Matahari ... W. Goethe

Penjajaran mata dan matahari sama tuanya dengan umat manusia itu sendiri. Sumber perbandingan ini bukanlah sains. Dan di zaman kita, di samping sains, bersamaan dengan gambaran fenomena yang diungkapkan dan dijelaskan oleh ilmu pengetahuan alam baru, dunia gagasan anak dan manusia primitif terus ada, dan, sengaja atau tidak, dunia penyair yang meniru mereka. Terkadang ada baiknya melihat dunia ini sebagai salah satu kemungkinan sumber hipotesis ilmiah. Dia luar biasa dan luar biasa; Di dunia ini, jembatan-koneksi dengan berani dilemparkan antara fenomena alam, yang terkadang belum dicurigai oleh sains. Dalam beberapa kasus, koneksi ini dapat ditebak dengan benar, terkadang secara fundamental salah dan konyol, tetapi selalu perlu diperhatikan, karena kesalahan ini sering kali membantu untuk memahami kebenaran. Oleh karena itu, adalah instruktif untuk mendekati pertanyaan tentang hubungan antara mata dan Matahari terlebih dahulu dari sudut pandang masa kanak-kanak, ide primitif dan puitis.

Bermain petak umpet, seorang anak sangat sering memutuskan untuk bersembunyi dengan cara yang paling tidak terduga: dia menutup matanya atau menutupinya dengan tangannya, memastikan tidak ada yang akan melihatnya sekarang; baginya penglihatan diidentifikasikan dengan cahaya.

Yang lebih mengejutkan, bagaimanapun, adalah pelestarian kebingungan naluriah yang sama antara penglihatan dan cahaya pada orang dewasa. Fotografer, yaitu orang yang agak canggih dalam bidang optik praktis, sering kali mendapati diri mereka menutup mata ketika, ketika mengisi daya atau mengembangkan pelat, seseorang harus memantau dengan cermat agar cahaya tidak menembus ke dalam ruangan yang gelap.

Jika Anda dengan cermat mendengarkan bagaimana kita berbicara, kata-kata kita sendiri, maka di sini juga jejak-jejak optik fantastis yang sama segera ditemukan.

Tanpa menyadarinya, orang berkata: "mata berbinar", "matahari terbit", "bintang-bintang sedang mengamati".

Untuk penyair, transfer representasi visual ke termasyhur dan, sebaliknya, atribusi properti sumber cahaya ke mata adalah teknik wajib yang paling umum, bisa dikatakan,:

Bintang-bintang malam

Seperti mata yang menuduh

Mereka menatapnya dengan mengejek.

Matanya bersinar.

A.S. Pushkin.

Kami melihat bintang-bintang bersamamu

Mereka menyerang kita. Fet.

Bagaimana ikan melihat Anda?

Karena pembiasan cahaya, nelayan tidak melihat ikan di tempatnya.

Tanda rakyat

Kebanyakan orang, mengingat tahun-tahun sekolah mereka, yakin bahwa fisika adalah mata pelajaran yang sangat membosankan. Kursus ini mencakup banyak tugas dan rumus yang tidak akan berguna bagi siapa pun di kemudian hari. Di satu sisi, pernyataan ini benar, tetapi seperti subjek lainnya, fisika memiliki sisi lain dari koin. Hanya tidak semua orang menemukannya sendiri.

Banyak hal tergantung pada gurunya

Mungkin sistem pendidikan kita yang harus disalahkan untuk ini, atau mungkin semuanya ada pada guru, yang hanya memikirkan fakta bahwa perlu menegur materi yang disetujui dari atas, dan tidak berusaha menarik minat murid-muridnya. Paling sering dialah yang harus disalahkan. Namun, jika anak-anak beruntung dan pelajaran itu diajarkan oleh seorang guru yang mencintai mata pelajarannya sendiri, maka dia tidak hanya akan dapat menarik minat siswa, tetapi juga membantu mereka menemukan sesuatu yang baru. Alhasil, anak-anak akan mulai mengikuti kelas-kelas seperti itu dengan senang hati. Tentu saja, rumus adalah bagian integral dari mata pelajaran ini, tidak ada jalan keluar darinya. Tapi ada juga aspek positifnya. Eksperimen sangat menarik bagi anak-anak sekolah. Kami akan membicarakan ini lebih detail. Berikut beberapa pengalaman fisika menyenangkan yang dapat Anda miliki bersama anak Anda. Itu harus menarik tidak hanya untuk dia, tetapi juga untuk Anda. Kemungkinan besar dengan bantuan aktivitas seperti itu Anda akan menanamkan minat yang tulus pada anak Anda untuk belajar, dan fisika "membosankan" akan menjadi mata pelajaran favoritnya. tidak sulit untuk dilakukan, ini membutuhkan sedikit atribut, yang utama adalah ada keinginan. Dan mungkin Anda bisa menggantikan guru sekolah anak Anda.

Pertimbangkan beberapa eksperimen fisika yang menarik untuk anak kecil, karena Anda perlu memulai dari yang kecil.

Ikan kertas

Untuk melakukan percobaan ini, kita perlu memotong ikan kecil dari kertas tebal (Anda bisa menggunakan karton), yang panjangnya harus 30-50 mm. Kami membuat lubang bundar di tengah dengan diameter sekitar 10-15 mm. Selanjutnya, dari sisi ekor, potong saluran sempit (lebar 3-4 mm) menjadi lubang bundar. Kemudian kami menuangkan air ke dalam baskom dan dengan hati-hati menempatkan ikan kami di sana sedemikian rupa sehingga satu bidang terletak di atas air, dan bidang lainnya tetap kering. Sekarang Anda perlu menjatuhkan oli ke dalam lubang bundar (Anda dapat menggunakan kapal tangki dari mesin jahit atau sepeda). Minyak, mencoba tumpah di atas permukaan air, akan mengalir di sepanjang saluran yang dipotong, dan ikan, di bawah pengaruh minyak mengalir kembali, akan mengapung ke depan.

Gajah dan Pug

Kami akan terus melakukan eksperimen fisika yang menghibur dengan anak kami. Kami mengundang Anda untuk memperkenalkan anak Anda pada konsep pengungkit dan bagaimana hal itu membantu memfasilitasi pekerjaan seseorang. Misalnya berbagi yang dapat dengan mudah mengangkat lemari atau sofa yang berat. Dan untuk kejelasan, tunjukkan eksperimen dasar dalam fisika dengan menggunakan tuas. Untuk melakukan ini, kami membutuhkan penggaris, pensil, dan beberapa mainan kecil, tetapi selalu berbeda beratnya (itulah mengapa kami menyebut eksperimen ini "Gajah dan Pug"). Kami menempelkan Gajah dan Pug kami ke berbagai ujung penggaris menggunakan plastisin, atau benang biasa (kami hanya mengikat mainan). Nah, jika Anda meletakkan penggaris dengan bagian tengah di atas pensil, maka gajah tentunya akan menyeret, karena lebih berat. Tetapi jika Anda memindahkan pensil ke arah gajah, maka Pug akan dengan mudah lebih beratnya. Inilah prinsip leverage. Penggaris (tuas) bertumpu pada pensil - tempat ini adalah titik tumpu. Selanjutnya, anak harus diberi tahu bahwa prinsip ini digunakan di mana-mana, itu adalah dasar dari pengoperasian derek, ayunan, dan bahkan gunting.

Pengalaman rumah dalam fisika dengan inersia

Kami membutuhkan sebotol air dan jaring utilitas. Bukan rahasia lagi bagi siapa pun bahwa jika Anda membalik stoples yang terbuka, air akan keluar darinya. Mari mencoba? Tentu saja, untuk ini lebih baik pergi ke luar. Kami meletakkan kaleng di kisi dan mulai mengayunkannya dengan mulus, secara bertahap meningkatkan amplitudo, dan sebagai hasilnya kami membuat revolusi penuh - satu, kedua, ketiga, dan seterusnya. Tidak ada air yang dituangkan. Menarik? Sekarang mari kita menuangkan air. Untuk melakukan ini, ambil kaleng dan buat lubang di bagian bawah. Kami menaruhnya di kisi, mengisinya dengan air dan mulai memutar. Sebuah jet menyembur dari lubang itu. Saat kaleng berada di posisi bawah, ini tidak mengejutkan siapa pun, tetapi saat ia terbang, air mancur terus berdetak ke arah yang sama, dan bukan setetes pun dari leher. Itu dia. Semua ini bisa menjelaskan prinsip inersia. Saat tepian berputar, ia cenderung terbang lurus, tetapi bingkai tidak melepaskannya dan membuatnya menggambarkan lingkaran. Air juga cenderung terbang karena kelembaman, dan jika kita membuat lubang di dasarnya, tidak ada yang mencegahnya pecah dan bergerak dalam garis lurus.

Kotak kejutan

Sekarang mari kita lihat eksperimen fisika dengan perpindahan. Anda perlu meletakkan kotak korek api di tepi tabel dan perlahan-lahan memindahkannya. Saat melewati batas rata-rata, kejatuhan akan terjadi. Artinya, massa bagian yang melebihi tepi meja akan melebihi berat bagian yang tersisa, dan kotak akan terbalik. Sekarang mari kita geser pusat massa, misalnya, masukkan mur logam ke dalam (sedekat mungkin ke tepi). Tetap menempatkan kotak sedemikian rupa sehingga sebagian kecil tetap di atas meja, dan sebagian besar menggantung di udara. Kejatuhan tidak akan terjadi. Inti dari eksperimen ini adalah bahwa seluruh massa berada di atas titik tumpu. Prinsip ini juga digunakan di seluruh bagian. Berkat dia, furnitur, monumen, transportasi, dan banyak lagi berada dalam posisi yang stabil. Ngomong-ngomong, mainan anak-anak Vanka-vstanka juga dibangun berdasarkan prinsip perpindahan pusat massa.

Jadi, kami akan terus mempertimbangkan eksperimen menarik dalam fisika, tetapi mari kita lanjutkan ke tahap berikutnya - untuk anak sekolah di kelas enam.

Korsel air

Kami membutuhkan kaleng kosong, palu, paku, tali. Kami membuat lubang di dinding samping di bagian paling bawah dengan paku dan palu. Selanjutnya, tanpa menarik paku keluar dari lubang, tekuk ke samping. Lubang itu harus miring. Kami mengulangi prosedur di sisi kedua kaleng - Anda harus memastikan bahwa lubangnya berlawanan satu sama lain, tetapi paku ditekuk ke arah yang berbeda. Di bagian atas kapal kami membuat dua lubang lagi, melalui mereka kami melewati ujung tali atau benang tebal. Kami menggantung wadah dan mengisinya dengan air. Dua air mancur miring akan mulai meletus dari lubang bawah, dan kaleng akan mulai berputar ke arah yang berlawanan. Roket luar angkasa bekerja berdasarkan prinsip ini - nyala api dari nozel mesin berdetak ke satu arah, dan roket terbang ke arah lain.

Eksperimen dalam fisika - kelas 7

Mari bereksperimen dengan massa jenis dan cari tahu bagaimana Anda bisa membuat telur mengapung. Eksperimen dalam fisika dengan kepadatan berbeda paling baik dilakukan dengan menggunakan contoh air tawar dan air asin. Ambil toples berisi air panas. Kami menaruh telur di dalamnya, dan itu akan segera tenggelam. Selanjutnya, tuangkan garam meja ke dalam air dan aduk. Telur mulai mengapung, dan semakin banyak garam, semakin tinggi akan mengembang. Ini karena air asin memiliki kepadatan yang lebih tinggi dari air tawar. Jadi, semua orang tahu bahwa di Laut Mati (airnya yang paling asin) hampir tidak mungkin untuk tenggelam. Seperti yang Anda lihat, eksperimen dalam fisika dapat meningkatkan wawasan anak Anda secara signifikan.

dan botol plastik

Siswa kelas VII mulai mempelajari tekanan atmosfer dan pengaruhnya terhadap benda-benda di sekitar kita. Untuk memperluas topik ini lebih dalam, lebih baik melakukan eksperimen yang sesuai dalam fisika. Tekanan atmosfer memengaruhi kita, meski tetap tidak terlihat. Mari kita ambil contoh dengan balon. Masing-masing dari kita bisa menipu dia. Kemudian kami menempatkannya di botol plastik, meletakkan ujung-ujungnya di leher dan memperbaikinya. Jadi, udara hanya bisa masuk ke balon, dan botol itu akan menjadi wadah kedap udara. Sekarang mari kita coba mengembang balonnya. Kami tidak akan berhasil, karena tekanan atmosfer di dalam botol tidak memungkinkan kami melakukan ini. Saat kita meniup, bola mulai menggeser udara di dalam bejana. Dan karena botol kita kedap udara, tidak ada tempat untuk dituju, dan mulai menyusut, sehingga menjadi jauh lebih padat daripada udara di dalam bola. Oleh karena itu, sistemnya diratakan dan balon tidak dapat dipompa. Sekarang mari membuat lubang di bagian bawah dan mencoba mengembangkan balonnya. Dalam hal ini, tidak ada hambatan, udara yang dipindahkan meninggalkan botol - tekanan atmosfer disamakan.

Kesimpulan

Seperti yang Anda lihat, eksperimen dalam fisika sama sekali tidak rumit dan cukup menarik. Cobalah untuk menarik minat anak Anda - dan belajar untuknya akan sangat berbeda, dia akan mulai menghadiri kelas dengan senang hati, yang pada akhirnya akan memengaruhi kinerja akademisnya.

Pensil rusak

Eksperimen panah

Ini akan mengejutkan tidak hanya anak-anak tetapi juga orang dewasa!

Dengan anak-anak, Anda masih dapat melakukan beberapa eksperimen Piaget. Misalnya, ambil jumlah air yang sama dan tuangkan ke dalam gelas yang berbeda (misalnya, lebar dan rendah, dan yang kedua sempit dan tinggi.) Lalu tanyakan air mana yang lebih banyak?
Anda juga dapat meletakkan jumlah koin (atau tombol) yang sama dalam dua baris (satu di bawah yang lain). Tanyakan apakah jumlahnya sama dalam dua baris. Kemudian, keluarkan satu koin dari satu baris, pindahkan sisanya sehingga baris ini sama panjangnya dengan baris teratas. Dan sekali lagi tanyakan apakah itu sama sekarang, dll. Cobalah - jawabannya pasti akan mengejutkan Anda!

Ilusi Ebbinghaus (Ebbinghaus) atau lingkaran Titchener - ilusi optik persepsi ukuran relatif. Versi paling terkenal dari ilusi ini adalah bahwa dua lingkaran, berukuran identik, ditempatkan berdampingan, dengan lingkaran besar di sekeliling salah satunya, sementara yang lain dikelilingi lingkaran kecil; lingkaran pertama tampaknya lebih kecil dari yang kedua.

Kedua lingkaran jingga itu berukuran persis sama; Namun, lingkaran kiri tampak lebih kecil

Ilusi Mueller-Lyer

Ilusinya adalah bahwa segmen yang dibingkai oleh "titik" tampak lebih pendek daripada segmen yang dibingkai oleh panah "ekor". Ilusi ini pertama kali dijelaskan oleh psikiater Jerman Franz Müller-Lyer pada tahun 1889

Atau, misalnya, ilusi optik - pertama Anda melihat hitam, lalu putih

Ilusi optik bahkan lebih

Dan akhirnya, ilusi-mainan - Thaumatrope.

Saat Anda dengan cepat memutar selembar kertas kecil dengan dua desain yang diterapkan pada sisi yang berbeda, keduanya dianggap sebagai satu. Anda dapat membuat mainan seperti itu sendiri dengan menggambar atau menempelkan gambar yang sesuai (beberapa thaumatropes umum - bunga dan vas, burung dan sangkar, kumbang dan bank) di atas kertas yang cukup tebal dan memasang tali untuk dipelintir di sisinya. Atau bahkan lebih mudah - tempelkan pada tongkat seperti permen lolipop dan putar dengan cepat di antara telapak tangan Anda.

Dan beberapa gambar lagi. Apa yang Anda lihat pada mereka?

Omong-omong, di toko kami Anda dapat membeli set yang sudah jadi untuk eksperimen di bidang ilusi optik!