Optinė iliuzija. Optines iliuzijos. Fizikos eksperimentai. Įdomūs fizikos eksperimentai Optiniai eksperimentai

Įvadas

1. Literatūros apžvalga

1.1. Geometrinės optikos raidos istorija

1.2. Pagrindinės geometrinės optikos sąvokos ir dėsniai

1.3. Prizmos elementai ir optinės medžiagos

2. Eksperimentinė dalis

2.1 Medžiagos ir eksperimentinė technika

2.2. Eksperimentiniai rezultatai

2.2.1. Demonstraciniai eksperimentai naudojant stiklinę prizmę, kurios lūžio kampas yra 90º

2.2.2. Demonstraciniai eksperimentai, naudojant stiklinę prizmę, pripildytą vandens, kurio lūžio kampas yra 90 °

2.2.3. Demonstraciniai eksperimentai, naudojant tuščiavidurę stiklinę prizmę ir užpildytą oru, kurio lūžio kampas yra 74º

2.3. Eksperimentinių rezultatų aptarimas

Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas

Lemiamas eksperimento vaidmuo mokantis fizikos mokykloje atitinka pagrindinį gamtos mokslų principą, pagal kurį eksperimentas yra reiškinių pažinimo pagrindas. Parodomieji eksperimentai prisideda prie fizinių koncepcijų kūrimo. Tarp parodomųjų eksperimentų vieną iš svarbiausių vietų užima geometrinės optikos eksperimentai, kurie leidžia aiškiai parodyti fizinę šviesos prigimtį ir parodyti pagrindinius šviesos sklidimo dėsnius.

Šiame darbe nagrinėjama geometrinės optikos eksperimentų nustatymo problema naudojant prizmę vidurinėje mokykloje. Labiausiai iliustruojantys ir įdomiausi optikos eksperimentai buvo pasirinkti naudojant įrangą, kurią galima įsigyti bet kurioje mokykloje arba pagaminti savarankiškai.

Literatūros apžvalga

1.1 Geometrinės optikos raidos istorija.

Optika priklauso tokiems mokslams, kurių pradinės idėjos kilo senovėje. Per visą šimtmečių senumo istoriją ji nuolat tobulėjo ir šiuo metu tai yra vienas pagrindinių fizinių mokslų, praturtintas vis naujų reiškinių ir dėsnių atradimais.

Svarbiausia optikos problema yra šviesos pobūdžio klausimas. Pirmosios idėjos apie šviesos prigimtį atsirado senovėje. Senovės mąstytojai, remdamiesi regėjimo pojūčiais, bandė suprasti šviesos reiškinių esmę. Senovės induistai manė, kad akis turi „ugningą prigimtį“. Graikų filosofas ir matematikas Pitagoras (582–500 m. Pr. M. E.) Ir jo mokykla manė, kad regėjimo pojūčiai kyla dėl to, kad „karšti garai“ sklinda iš akių į daiktus. Toliau vystydamiesi šios nuomonės įgavo aiškesnę formą kaip regos spindulių teorija, kurią sukūrė Euklidas (300 m. Pr. Kr.). Pagal šią teoriją regėjimą lemia tai, kad iš akių sklinda „regos spinduliai“, kurie jaučiasi savo kūno galais ir sukuria regėjimo pojūčius. Euklidas yra tiesiosios šviesos sklidimo doktrinos pagrindas. Taikydamas matematiką šviesos tyrimams, jis nustatė šviesos atspindėjimo iš veidrodžių dėsnius. Reikėtų pažymėti, kad norint sukurti geometrinę šviesos atspindėjimo iš veidrodžių teoriją, šviesos kilmės pobūdis neturi reikšmės, o svarbi tik jos tiesinio sklidimo savybė. Euklido rasti modeliai buvo išsaugoti šiuolaikinėje geometrinėje optikoje. Šviesos lūžis taip pat buvo žinomas Euklidui. Vėliau panašias pažiūras išplėtojo Ptolemėjus (70–147 m. Po Kr.). Jie didelį dėmesį skyrė šviesos lūžio reiškinių tyrimui; visų pirma, Ptolemėjus atliko daug kritimo ir lūžio kampų matavimų, tačiau jam nepavyko nustatyti lūžio dėsnio. Ptolemėjus pastebėjo, kad dėl šviesos lūžio atmosferoje keičiasi šviestuvų padėtis danguje.

Be Euklido, kiti senovės mokslininkai žinojo įgaubtų veidrodžių poveikį. Archimedui (287–212 m. Pr. Kr.) Priskiriama priešo laivyno sudeginimas naudojant įgaubtų veidrodžių sistemą, kuria jis rinko saulės spindulius ir nukreipė juos į romėnų laivus. Tam tikrą žingsnį į priekį žengė Empedoklis (492–432 m. Pr. Kr.), Manydamas, kad nuotėkiai nukreipiami iš šviečiančių kūnų į akis, o išteka iš akių kūnų link. Kai susiduriama su šiais nutekėjimais, atsiranda regėjimo pojūčių. Garsus graikų filosofas, atomizmo pradininkas Demokritas (460-370 m. Pr. Kr.) Visiškai atmeta vaizdinių spindulių sampratą. Remiantis Demokrito nuomone, regėjimas atsiranda dėl mažų atomų, išsiskiriančių iš daiktų, akies kritimo. Vėliau Epikūras (341–270 m. Pr. Kr.) Laikėsi panašių nuomonių. Garsus graikų filosofas Aristotelis (384-322 m. Pr. M. E.), Manęs, kad regėjimo pojūčių priežastis slypi už žmogaus akies ribų, taip pat buvo lemiamas „regos spindulių teorijos“ priešininkas. Aristotelis bandė paaiškinti spalvas kaip šviesos ir tamsos mišinio pasekmę.

Pažymėtina, kad senovės mąstytojų požiūriai daugiausia buvo grindžiami paprasčiausiais gamtos reiškinių stebėjimais. Senovės fizika neturėjo reikiamo pagrindo eksperimentinių tyrimų forma. Todėl senolių mokymas apie šviesos prigimtį yra spekuliacinis. Nepaisant to, nors šios nuomonės dažniausiai yra tik išradingi spėjimai, jos, be abejo, turėjo didelę įtaką tolesnei optikos plėtrai.

Arabų fizikas Algazenas (1038) savo tyrime iškėlė daugybę optikos problemų. Jis tyrė akį, šviesos lūžimą, šviesos atspindį įgaubtuose veidrodžiuose. Tirdamas šviesos lūžimą, Algazei, priešingai nei Ptolemėjus, įrodė, kad kritimo ir lūžio kampai nėra proporcingi, o tai buvo paskata tolesniems tyrimams, norint rasti lūžio dėsnį. Algazenas žino sferinių stiklo segmentų didinamąją galią. Šviesos pobūdžio klausimu Alhazenas laikosi teisingų pozicijų, atmesdamas regos spindulių teoriją. Algazenas remiasi idėja, kad spinduliai sklinda iš kiekvieno šviečiančio objekto taško, kurie, pasiekę akį, sukelia regėjimo pojūčius. Alhazenas manė, kad šviesa sklinda ribotu greičiu, o tai savaime yra svarbus žingsnis suvokiant šviesos prigimtį. Alhazenas teisingai paaiškino faktą, kad Saulė ir Mėnulis horizonte pasirodo didesni nei savo zenite; jis tai priskyrė pojūčių apgavystei.

Renesansas. Mokslo srityje eksperimentinis gamtos tyrimo metodas palaipsniui laimi. Šiuo laikotarpiu optikoje buvo padaryta nemažai išskirtinių išradimų ir atradimų. Francisui Mavrolikui (1494-1575) priskiriamas gana tikslus akinių paaiškinimas. „Mavrolik“ taip pat nustatė, kad įgaubti lęšiai ne renka, bet išsklaido spindulius. Jis nustatė, kad lęšiukas yra svarbiausia akies dalis, ir padarė išvadą apie hiperopijos ir trumparegystės priežastis, atsirandančias dėl nenormalaus šviesos lūžio, atsirandančio dėl lęšio. Mavrolikas pateikė teisingą paaiškinimą apie Saulės vaizdų susidarymą, stebimą, kai saulės spinduliai praeina pro mažas skylutes. Toliau reikėtų paminėti Italijos uostą (1538-1615), kuris 1589 m. Išrado camera obscura - būsimos kameros prototipą. Po kelerių metų buvo išrasti pagrindiniai optiniai prietaisai - mikroskopas ir teleskopas.

Mikroskopo (1590 m.) Išradimas siejamas su olandų meistro optikos specialisto Zachary Jansen vardu. Teleskopus maždaug tuo pačiu metu (1608–1610) pradėjo gaminti olandų optikai Zachary Jansenas, Jacobas Metziusas ir Hansas Lippersgey. Šių optinių prietaisų išradimas vėlesniais metais paskatino svarbiausius astronomijos ir biologijos atradimus. Vokiečių fizikas ir astronomas N. Kepleris (1571-1630) atliko fundamentalų optinių prietaisų ir fiziologinės optikos teorijos darbą, kurio įkūrėju jį galima teisėtai vadinti.Kepleris daug dirbo tyrinėdamas šviesos lūžimą.

Geometrinei optikai didelę reikšmę turėjo Fermato principas, pavadintas prancūzų mokslininko Pierre'o Fermato (1601–1665), kuris jį suformulavo, vardu. Šis principas nustatė, kad šviesa tarp dviejų taškų sklinda keliu, kuriam keliauti reikia mažiausiai laiko. Vadinasi, „Fermat“, priešingai nei Dekartas, šviesos sklidimo greitį laikė ribotu. Garsus italų fizikas Galilėjus (1564-1642) neatliko sistemingo darbo, skirto šviesos reiškiniams tirti. Tačiau optikos srityje jis taip pat turi darbų, kurie mokslui atnešė puikių rezultatų. Galilėjus patobulino teleskopą ir pirmiausia pritaikė jį astronomijai, kurioje padarė puikių atradimų, kurie padėjo pagrįsti naujausias visatos struktūros pažiūras, pagrįstas Koperniko heliocentrine sistema. „Galileo“ pavyko sukurti teleskopą, kurio rėmo padidinimas buvo 30, kuris buvo daug kartų didesnis nei pirmųjų jo išradėjų teleskopų padidinimas. Su jo pagalba jis atrado kalnus ir kraterius Mėnulio paviršiuje, atrado palydovus šalia Jupiterio planetos, atrado žvaigždinę Paukščių Tako struktūrą ir kt. Galileo bandė išmatuoti šviesos greitį žemės sąlygomis, tačiau jam nepavyko dėl tam skirtų eksperimentinių priemonių silpnumo. ... Vadinasi, Galileo jau turėjo teisingą mintį apie galutinį šviesos sklidimo greitį. Galilėjus taip pat stebėjo saulės dėmeles. „Galileo“ saulės dėmių atradimo prioritetą metė mokslininkas jėzuitas Pateras Scheineris (1575–1650), atlikęs tikslią saulės dėmių ir degiklių stebėjimą naudodamas teleskopą, išdėstytą pagal Keplerio schemą. Nuostabus Scheinerio darbas yra tas, kad jis pavertė teleskopą projekciniu įtaisu, prailgindamas okuliarą labiau, nei buvo būtina aiškiam regėjimui akimi, tai leido ekrane gauti Saulės vaizdą ir vienu metu pademonstruoti jį įvairiu padidinimo laipsniu keliems veidams.

XVII amžiui būdinga tolesnė pažanga įvairiose mokslo, technologijų ir gamybos srityse. Matematika yra ženkliai tobulinama. Įvairiose Europos šalyse kuriamos mokslininkų draugijos ir akademijos, vienijančios mokslininkus. Dėl to mokslas tampa platesnių sluoksnių nuosavybe, o tai prisideda prie tarptautinių mokslo ryšių užmezgimo. XVII amžiaus antroje pusėje eksperimentinis gamtos reiškinių tyrimo metodas galutinai nugalėjo.

Didžiausi šio laikotarpio atradimai siejami su puikiu anglų fiziku ir matematiku Isaacu Newtonu ((1643-1727)). Svarbiausias eksperimentinis Niutono atradimas optikoje yra šviesos sklaida prizmėje (1666). Tyrinėdamas baltos šviesos pluošto prasiskverbimą per trikampę prizmę, Niutonas nustatė, kad baltos šviesos pluoštas skyla į begalinę spalvotų spindulių kolekciją, kuri sudaro ištisinį spektrą. Iš šių eksperimentų buvo padaryta išvada, kad balta šviesa yra kompleksinė spinduliuotė. Niutonas taip pat atliko priešingą eksperimentą - objektyvo pagalba rinko spalvotus spindulius, susidariusius baltos šviesos spinduliui praeinant per prizmę. Todėl jis vėl gavo baltą šviesą. Galiausiai Niutonas atliko spalvų maišymo eksperimentą, naudodamas besisukantį apskritimą, padalytą į kelis sektorius, nuspalvintus pagrindinėmis spektro spalvomis. Kai diskas greitai pasisuko, visos spalvos susiliejo į vieną, sukuriant baltos spalvos įspūdį.

Šių esminių eksperimentų rezultatai Niutonas padėjo spalvų teorijos pagrindą, ko anksčiau negalėjo padaryti nė vienas iš jo pirmtakų. Pagal spalvų teoriją kūno spalvą lemia tie spektro spinduliai, kuriuos šis kūnas atspindi; kūnas sugeria kitus spindulius.

1.2 Pagrindinės geometrinės optikos sąvokos ir dėsniai. Optikos šaka, kuri remiasi šviesos spindulių, kaip tiesių linijų, kuriomis sklinda šviesos energija, samprata, vadinama geometrine optika. Šis vardas jam buvo suteiktas, nes visus šviesos sklidimo reiškinius čia galima ištirti geometrinėmis spindulių kelio konstrukcijomis, atsižvelgiant į šviesos atspindžio ir lūžio dėsnį. Šis dėsnis yra geometrinės optikos pagrindas.

Tačiau ten, kur kalbama apie reiškinius, šviesos sąveiką su kliūtimis, kurių matmenys yra pakankamai maži, geometrinės optikos dėsniai yra nepakankami ir būtina naudoti bangų optikos dėsnius. Geometrinė optika leidžia išardyti pagrindinius reiškinius, susijusius su šviesos praleidimu per lęšius ir kitas optines sistemas, taip pat su šviesos atspindžiu iš veidrodžių. Šviesos spindulio, kaip be galo plono šviesos plitimo, sklindančio tiesia linija, samprata natūraliai veda prie tiesinio tiesinio šviesos sklidimo ir nepriklausomo šviesos plitimo dėsnių. Būtent šie dėsniai kartu su šviesos lūžio ir atspindėjimo dėsniais yra pagrindiniai geometrinės optikos dėsniai, kurie ne tik paaiškina daugelį fizinių reiškinių, bet ir leidžia atlikti optinių prietaisų skaičiavimus ir dizainą. Visi šie dėsniai iš pradžių buvo nustatyti kaip empiriniai, tai yra, remiantis eksperimentais, stebėjimais.

ŠVIESOS SPETINIMAS

Šviesą praleidžiančios medžiagos dalelės elgiasi kaip mažytės antenos. Šios „antenos“ priima šviesos elektromagnetines bangas ir perduoda jas naujomis kryptimis. Šis procesas anglų kalbos fiziko lordo Rayleigho (Johno Williamo Stretto, 1842–1919) vardu vadinamas „Rayleigh“ sklaida.

1 testas

Ant stalo uždėkite balto popieriaus lapą ir šalia jo žibintuvėlį, kad šviesos šaltinis būtų ilgosios popieriaus lapo pusės viduryje.
Užpildykite du bespalvius skaidraus plastiko stiklinius vandeniu. Žymekliu pažymėkite akinius A ir B.
Į stiklinę B įpilkite lašą pieno ir išmaišykite
Sulenkite 15x30 cm balto kartono lakštą kartu su trumpais galais ir sulenkite pusiau, kad susidarytų trobelė. Tai bus jums naudojamas ekranas. Įdėkite ekraną priešais žibintuvėlį, priešingoje popieriaus lapo pusėje.

Patamsinkite kambarį, įjunkite žibintuvėlį ir pastebėkite žibintuvėlio suformuotos šviesos dėmės spalvą ekrane.
Padėkite stiklą A popieriaus lapo centre, priešais žibintuvėlį, ir atlikite šiuos veiksmus: pastebėkite ekrane esančios šviesos dėmės spalvą, kuri susidaro dėl šviesos, praeinančios iš žibintuvėlio per vandenį; atidžiai pažvelkite į vandenį ir pastebėkite, kaip pasikeitė vandens spalva.
Pakartokite, pakeisdami stiklą A stiklu B.

Todėl šviesos dėmės spalva, kurią ekrane suformuoja šviesos pluoštas iš žibintuvėlio, kurio kelyje nėra nieko, išskyrus orą, gali būti balta arba šiek tiek gelsva. Kai šviesos pluoštas praeina per skaidrų vandenį, ekrano dėmės spalva nesikeičia. Vandens spalva taip pat nesikeičia.
Tačiau praleidus spindulį per vandenį, į kurį įpilta pieno, šviesos dėmė ekrane atrodo geltona ar net oranžinė, o vanduo tampa melsvas.

Kodėl?
Šviesa, kaip ir apskritai elektromagnetinė spinduliuotė, turi bangų ir korpuso savybių. Šviesos sklaida turi panašų į bangą pobūdį, o jos sąveika su materija vyksta taip, tarsi šviesos spinduliavimas susidarytų iš atskirų dalelių. Šviesos dalelės - kvantai (dar žinomi kaip fotonai), yra skirtingų dažnių energijos krūvos.

Fotonai turi dalelių ir bangų savybes. Kadangi fotonai patiria bangų virpesius, atitinkamo dažnio šviesos bangos ilgis laikomas fotono dydžiu.
Žibintas yra baltos šviesos šaltinis. Tai yra matoma šviesa, susidedanti iš įvairiausių spalvų atspalvių, t.y. įvairaus bangos ilgio spinduliuotė - nuo raudonos, ilgiausio bangos ilgio, iki mėlynos ir violetinės, su trumpiausiais bangos ilgiais matomame diapazone. Kai sumaišomos skirtingo ilgio šviesos vibracijos, akis jas suvokia, o smegenys aiškina šį derinį kaip baltą, t. spalvų trūkumas. Šviesa praeina per skaidrų vandenį, neįgaunant jokios spalvos.

Tačiau kai šviesa praeina pro vandenį, nuspalvintą pienu, pastebime, kad vanduo tapo melsvas, o šviesi dėmė ekrane yra geltonai oranžinė. Tai įvyko išsibarsčius (išlinkus) dalies šviesos bangų. Sklaida gali būti elastinga (atspindys), kurios metu fotonai susiduria su dalelėmis ir atšoka nuo jų, kaip ir du biliardo kamuoliai. Didžiausias fotono išsisklaidymas įvyksta, kai jis susiduria su maždaug tokio paties dydžio dalele kaip ir ji pati.

Mažos vandens dalelės vandenyje geriausiai išsklaido trumpus mėlynos ir violetinės bangos ilgius. Taigi, kai balta šviesa praeina per pieną nuspalvintą vandenį, išsibarsčius trumpiems bangos ilgiams atsiranda šviesiai mėlynas pojūtis. Išsisklaidžius ant šviesos pluošto trumpo bangos ilgio pieno dalelių, jame daugiausia lieka geltonos ir oranžinės spalvos bangos. Jie pereina į ekraną.

Jei dalelių dydis yra didesnis už didžiausią matomos šviesos bangos ilgį, išsklaidytą šviesą sudarys visi bangos ilgiai; ši šviesa bus balta.

2 testas

Kaip sklaida priklauso nuo dalelių koncentracijos?
Pakartokite eksperimentą naudodami skirtingas pieno koncentracijas vandenyje, nuo 0 iki 10 lašų. Stebėkite vandens spalvų ir vandens perduodamos šviesos pokyčius.

3 testas

Ar šviesos sklaida terpėje priklauso nuo šviesos greičio šioje terpėje?
Šviesos greitis priklauso nuo medžiagos, kurioje sklinda šviesa, tankio. Kuo didesnis terpės tankis, tuo lėčiau joje sklinda šviesa.

Atminkite, kad šviesos sklaidą skirtingose \u200b\u200bmedžiagose galima palyginti stebint šių medžiagų ryškumą. Žinant, kad šviesos ore greitis yra 3 x 108 m / s, o šviesos greitis vandenyje - 2,23 x 108 m / s, galite palyginti, pavyzdžiui, šlapio upės smėlio ryškumą su sauso smėlio ryškumu. Reikėtų nepamiršti, kad ant sauso smėlio krentanti šviesa praeina per orą, o ant šlapio smėlio - per vandenį.

Supilkite smėlį į vienkartinę popieriaus plokštelę. Plokštelės kraštą užpilkite šiek tiek vandens. Pažymėję plokščių skirtingų smėlio sričių ryškumą, padarykite išvadą, kurioje smėlio sklaida yra didesnė: sausoje (kurioje smėlio grūdeliai yra apsupti oro) arba drėgnoje (smėlio grūdelius supa vanduo). Galite išbandyti ir kitus skysčius, pavyzdžiui, augalinį aliejų.

Didaktinė medžiaga

Šviesa pasklido

Kaip žinome, viena šilumos perdavimo rūšis yra radiacija. Su radiacija energijos perdavimas iš vieno kūno į kitą gali būti atliekamas net vakuume. Yra keletas radiacijos tipų, iš kurių viena yra matoma šviesa.

Apšviesti kūnai palaipsniui kaista. Tai reiškia, kad šviesa iš tikrųjų yra spinduliuotė.

Šviesos reiškinius tiria fizikos šaka, vadinama optika. Žodis „optika“ graikų kalba reiškia „matoma“, nes šviesa yra matoma radiacijos forma.

Šviesos reiškinių tyrimas žmonėms yra be galo svarbus. Juk daugiau nei devyniasdešimt procentų informacijos, kurią gauname regėjimo dėka, tai yra gebėjimas suvokti šviesos pojūčius.

Šviesą skleidžiantys kūnai vadinami šviesos šaltiniais - natūraliais arba dirbtiniais.

Natūralių šviesos šaltinių pavyzdžiai yra saulė ir kitos žvaigždės, žaibai, švytintys vabzdžiai ir augalai. Dirbtiniai šviesos šaltiniai yra žvakė, lempa, degiklis ir daugelis kitų.

Bet koks šviesos šaltinis skleidžia energiją.

Saulė skleidžia šviesą dėl jos viduje vykstančių branduolinių reakcijų energijos.

Žibalo lempa energiją, išsiskiriančią deginant žibalą, paverčia šviesa.

Šviesos atspindys

Žmogus mato šviesos šaltinį, kai į akis patenka iš šio šaltinio sklindantis pluoštas. Jei kūnas nėra šaltinis, tada akis gali suvokti spindulius iš bet kurio šaltinio, kurį atspindi šis kūnas, tai yra kristi ant šio kūno paviršiaus ir pakeisti tolesnio sklidimo kryptį. Spindulius atspindintis kūnas tampa atspindėtos šviesos šaltiniu.

Kūno paviršiuje krintantys spinduliai keičia tolesnio sklidimo kryptį. Atsispindėjusi šviesa grįžta į tą pačią terpę, iš kurios ji nukrito ant kūno paviršiaus. Spindulius atspindintis kūnas tampa atspindėtos šviesos šaltiniu.

Išgirdę šį žodį „atspindys“, pirmiausia mums primenamas veidrodis. Kasdieniniame gyvenime dažniausiai naudojami plokšti veidrodžiai. Norint nustatyti dėsnį, pagal kurį atspindima šviesa, galima atlikti paprastą eksperimentą su plokščiu veidrodžiu. Šviestuvą dedame ant popieriaus lapo, gulėjusio ant stalo, kad stalo plokštumoje gulėtų plonas šviesos pluoštas. Tokiu atveju šviesos pluoštas slinks popieriaus lapo paviršiumi, ir mes jį galime pamatyti.

Įstatykite plokščią veidrodį vertikaliai plonos šviesos pluošto kelyje. Šviesos pluoštas nuo jo atšoks. Galite įsitikinti, kad atspindėtas spindulys, kaip ir įvykis ant veidrodžio, slysta išilgai popieriaus lentelės plokštumoje. Pieštuku ant popieriaus lapo pažymėkite santykinę abiejų šviesos pluoštų ir veidrodžio padėtį. Dėl to gausime atlikto eksperimento schemą.Kampas tarp krintančio spindulio ir statmens, atstatyto atspindinčiam paviršiui kritimo vietoje, paprastai vadinamas kritimo kampu optikoje. Kampas tarp to paties statmeno ir atspindėto pluošto yra atspindžio kampas. Eksperimento rezultatai yra šie:

1. Krintantis pluoštas, atspindėtas pluoštas ir statmenas atspindinčiam paviršiui, rekonstruotas kritimo vietoje, yra toje pačioje plokštumoje.
2. Smūgio kampas yra lygus atspindžio kampui. Šios dvi išvados atspindi atspindžio dėsnį.

Pažvelgę \u200b\u200bį plokščią veidrodį matome priešais jį esančių objektų vaizdus. Šie vaizdai tiksliai pakartoja daiktų išvaizdą. Panašu, kad šie dvyniai daiktai yra už veidrodžio paviršiaus.

Apsvarstykite taškinio šaltinio vaizdą plokščiame veidrodyje. Norėdami tai padaryti, atsitiktinai ištrauksime kelis šaltinius iš šaltinio, sukonstruosime atitinkamus atspindėtus spindulius ir tada užbaigsime atspindėtųjų spindulių pratęsimą už veidrodžio plokštumos. Visi spindulių tęsiniai susikirs už veidrodžio plokštumos viename taške: šis taškas yra šaltinio vaizdas.

Kadangi vaizde susilieja ne patys spinduliai, o tik jų pratęsimai, iš tikrųjų vaizdo šioje vietoje nėra: mums tik atrodo, kad spinduliai sklinda iš šio taško. Toks vaizdas paprastai vadinamas įsivaizduojamu.

Šviesos lūžis

Kai šviesa pasiekia dviejų terpių atskyrimą, dalis jos atsispindi, o kita dalis praeina per sieną, lūždama, tai yra keisdama tolesnio sklidimo kryptį.

Moneta, panardinta į vandenį, mums atrodo didesnė nei tada, kai ji tiesiog guli ant stalo. Pieštukas ar šaukštas, įdėti į stiklinę vandens, mums atrodo sugedę: dalis vandenyje atrodo pakelta ir šiek tiek padidinta. Šie ir daugelis kitų optinių reiškinių paaiškinami šviesos lūžiu.

Šviesos lūžis yra dėl to, kad skirtingose \u200b\u200bterpėse šviesa sklinda skirtingu greičiu.

Šviesos sklidimo tam tikroje terpėje greitis apibūdina tam tikros terpės optinį tankį: kuo didesnis šviesos greitis tam tikroje terpėje, tuo mažesnis jos optinis tankis.

Kaip pasikeis lūžio kampas pereinant šviesą iš oro į vandenį ir perėjus iš vandens į orą? Eksperimentai rodo, kad pereinant iš oro į vandenį, lūžio kampas pasirodo mažesnis už kritimo kampą. Ir atvirkščiai: einant iš vandens į orą, lūžio kampas pasirodo didesnis už kritimo kampą.

Iš šviesos lūžio eksperimentų tapo akivaizdūs du faktai: 1. Krintantis spindulys, lūžęs spindulys ir statmenas sąveikos tarp dviejų terpių, rekonstruotas kritimo vietoje, yra toje pačioje plokštumoje.

1. Einant iš optiškai tankesnės terpės į optiškai mažiau tankią terpę, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą.Einant iš optiškai mažiau tankios terpės į optiškai tankesnę, lūžio kampas yra mažesnis už kritimo kampą.

Įdomų reiškinį galima pastebėti, jei kritimo kampas palaipsniui didinamas šviesai pereinant į optiškai mažiau tankią terpę. Refrakcijos kampas šiuo atveju, kaip žinoma, yra didesnis už kritimo kampą, o padidėjus kritimo kampui, lūžio kampas taip pat padidės. Esant tam tikrai kritimo kampo vertei, lūžio kampas bus lygus 90 °.

Mes palaipsniui didinsime kritimo kampą, kai šviesa pereina į optiškai mažiau tankią terpę. Didėjant kritimo kampui, lūžio kampas taip pat didės. Kai lūžio kampas tampa lygus devyniasdešimt laipsnių, lūžęs spindulys nepraeina į antrąją terpę nuo pirmosios, o slysta sąsajos tarp šių dviejų terpių plokštumoje.

Šis reiškinys vadinamas visišku vidiniu atspindžiu, o kritimo kampas, kuriame jis įvyksta, yra ribinis viso vidinio atspindžio kampas.

Visuotinio vidinio atspindžio reiškinys plačiai naudojamas technologijose. Lanksčių optinių skaidulų naudojimas pagrįstas šiuo reiškiniu, per kurį praeina šviesos spinduliai, pakartotinai atspindintys nuo sienų.

Šviesa nepalieka pluošto dėl visiško vidinio atspindžio. Paprastesnis optinis prietaisas, kuris naudoja visišką vidinį atspindį, yra grįžtama prizmė: jis apverčia vaizdą sukeisdamas gaunamus spindulius.

Vaizdas objektyvuose

Objektyvas, kurio storis yra mažas, palyginti su šio objektyvo paviršių formuojančių sferų spinduliais, vadinamas plonu. Toliau aptarsime tik plonus lęšius. Optinėse diagramose ploni lęšiai vaizduojami kaip segmentai, kurių galuose yra rodyklės. Atsižvelgiant į rodyklių kryptį, diagramose išskiriami lęšiai renkami ir difuziniai.

Apsvarstykite, kaip pro objektyvą eina spindulių pluoštas, lygiagretus pagrindinei optinei ašiai. Praeinant

konverguojantis objektyvas, spinduliai surenkami viename taške. Praėję pro sklaidantį lęšį, spinduliai išsiskiria skirtingomis kryptimis, todėl visi jų pratęsimai susilieja viename taške, gulint priešais lęšį.

Taškas, kuriame susilietusiame objektyve lūžus šviesai, surenkami pagrindinei optinei ašiai lygiagretūs pluoštai, vadinamas pagrindiniu objektyvo-F židiniu.

Sklaidančiame lęšyje išsklaidomi spinduliai, lygiagrečiai jo pagrindinei optinei ašiai. Taškas, kuriame surenkami lūžusių spindulių tęsiniai, yra priešais objektyvą ir vadinamas pagrindiniu difuzinio objektyvo židiniu.

Sklaidančio objektyvo židinys gaunamas ne pačių spindulių, o jų pratęsimų sankirtoje, todėl jis yra įsivaizduojamas, priešingai nei susiliejantis objektyvas, kuriame židinys yra tikras.

Objektyvas turi du pagrindinius fokusus. Abu jie yra vienodu atstumu nuo objektyvo optinio centro pagrindinėje jo optinėje ašyje.

Atstumas nuo optinio objektyvo centro iki židinio paprastai vadinamas objektyvo židinio nuotoliu. Kuo labiau objektyvas keičia spindulių kryptį, tuo trumpesnis jo židinio nuotolis. Todėl objektyvo optinė galia yra atvirkščiai proporcinga jo židinio nuotoliui.

Optinė galia paprastai žymima raide „DE“ ir matuojama dioptrijomis. Pavyzdžiui, išrašydami akinių receptą, jie nurodo, kiek dioptrijų turėtų būti dešiniojo ir kairiojo lęšių optinė galia.

dioptrija (dioptrija) - tai optinė lęšio galia, kurios židinio nuotolis yra 1m. Kolekcinių lęšių židiniai yra tikri, o sklaidomieji - įsivaizduojami, sutarėme, kad surinkimo lęšių optinė galia yra teigiama, o sklaidančių lęšių optinė galia - neigiama.

Kas nustatė šviesos atspindėjimo dėsnį?

XVI amžiuje optika buvo pažangiausias mokslas. Iš stiklinio rutulio, pripildyto vandens, kuris buvo naudojamas kaip fokusavimo lęšis, išėjo padidinamasis stiklas, o iš jo - mikroskopas ir teleskopas. Toms dienoms didžiausiai jūrų pajėgoms Nyderlandams reikėjo gerų teleskopų, kad būtų galima iš anksto apsvarstyti pavojingą pakrantę arba laiku pabėgti nuo priešo. Optika suteikė navigacijos sėkmės ir patikimumo. Todėl būtent Nyderlanduose tuo užsiėmė daugelis mokslininkų. Olandas Willebrordas Snellas van Royenas, pasivadinęs Snelliusu (1580 - 1626), pastebėjo (kurį vis dėlto daugelis matė prieš jį) kaip ploną šviesos spindulį, atsispindintį veidrodyje. Jis tiesiog išmatavo spindulio kritimo kampą ir atspindžio kampą (ko dar niekas dar nebuvo padaręs) ir nustatė dėsnį: kritimo kampas yra lygus atspindžio kampui.

Šaltinis. Veidrodinis pasaulis. Gilde V. - M.: Mir, 1982. p. 24.

Kodėl deimantai taip vertinami?

Akivaizdu, kad žmogus ypač vertina viską, kas nepasiteisina arba yra sunku pakeisti. Įskaitant tauriuosius metalus ir akmenis. Senovės graikai deimantą vadino „adamas“ - nenugalimu, kuris išreiškė ypatingą jų požiūrį į šį akmenį. Žinoma, grubiems akmenims (deimantai taip pat nebuvo supjaustyti) akivaizdžiausios savybės buvo kietumas ir blizgesys.

Deimantai turi aukštą lūžio rodiklį; 2,41 - raudonai ir 2,47 - violetinei (palyginimui pakanka pasakyti, kad vandens lūžio rodiklis yra 1,33, o stiklas, priklausomai nuo tipo, yra nuo 1,5 iki 1,75).

Balta šviesa susideda iš spektro spalvų. Kai jo spindulys lūžta, kiekvienas iš sudedamųjų spalvų spindulių nukreipiamas skirtingai, tarsi jis suskiltų į vaivorykštės spalvas. Štai kodėl deimante yra „spalvų žaismas“.

Tai neabejotinai sužavėjo ir senovės graikai. Akmuo yra ne tik išskirtinis blizgesiu ir kietumu, bet ir vieno iš „tobulų“ Platono kūnų forma!

Eksperimentai

1-osios optikos PATIRTIS

Paaiškinkite, kaip drėkina medienos luito patamsėjimas.

Įranga: indas su vandeniu, medinis kaladėlis.

Paaiškinkite nejudančio objekto šešėlio svyravimą, kai šviesa praeina oru virš degančios žvakės.Įranga: trikojis, rutulys ant sriegio, žvakė, ekranas, projektorius.

Ant ventiliatoriaus ašmenų užklijuokite spalvotus popieriaus lapus ir stebėkite, kaip spalvos pridedamos skirtingais sukimosi režimais. Paaiškinkite pastebėtą reiškinį.

2 PATIRTIS

Šviesos įsikišimu.

Paprastas šviesos absorbcijos įrodymas vandeniniu dažų tirpalu

Jam paruošti reikalinga tik mokyklos lemputė, stiklinė vandens ir baltas ekranas. Dažikliai gali būti labai įvairūs, įskaitant fluorescencinius.

Studentai su dideliu susidomėjimu stebi baltos šviesos pluošto spalvos pasikeitimą, kai jis plinta dažais. Iš tirpalo išsiskiriančios sijos spalva jiems pasirodo netikėta. Kadangi šviesą fokusuoja apšvietimo lęšis, dėmės spalvą ekrane lemia atstumas tarp stiklo skysčio ir ekrano.

Paprasti eksperimentai su objektyvais. (3 PATIRTIS)

Kas atsitiks su objektyvu gauto objekto vaizdu, jei dalis objektyvo yra sulaužyta, o vaizdas gaunamas su likusia jo dalimi?

Atsakymas. Vaizdas pasirodys toje pačioje vietoje, kur jis buvo gautas su visu objektyvu, tačiau jo apšvietimas bus mažesnis, nes mažesnė spindulių dalis, išeinanti iš objekto, pasieks jo vaizdą.

Padėkite mažą blizgantį daiktą, pavyzdžiui, rutulį iš guolio ar varžtą iš kompiuterio, ant saulės apšviesto stalo (arba galingos lempos) ir pažvelkite į jį pro mažytę skylutę folijos gabale. Daugiaspalviai žiedai ar ovalai bus puikiai matomi. Koks reiškinys bus pastebėtas? Atsakymas. Difrakcija.

Paprasti eksperimentai su spalvotais akiniais. (4 EKSPERIMENTAS)

Ant balto popieriaus lapo raudonu flomasteriu ar pieštuku užrašykite „puikiai“ ir žaliu flomasteriu „gerai“. Paimkite dvi butelio stiklo šukes - žalią ir raudoną.

(Dėmesio! Būkite atsargūs, galite susižeisti fragmentų kraštus!)

Kokį stiklą reikia pažvelgti, norint pamatyti „Puikios“ rūšį?

Atsakymas. Pažvelk pro žalią stiklą. Tokiu atveju užrašas bus matomas juodai ant žalio popieriaus fono, nes raudona užrašo „puikus“ šviesa neperduodama žaliu stiklu. Žiūrint per raudoną stiklą, raudonos raidės nebus matomos raudoname popieriaus fone.

5 PATIRTIS: Stebint sklaidos reiškinį

Yra žinoma, kad per stiklinę prizmę praleidus siaurą baltos šviesos pluoštą, už prizmės įrengtame ekrane galima pastebėti vaivorykštės juostą, kuri vadinama dispersijos (arba prizminiu) spektru. Šis spektras taip pat pastebimas, kai šviesos šaltinis, prizmė ir ekranas dedami į uždarą indą, iš kurio evakuojamas oras.

Paskutinio eksperimento rezultatai rodo, kad absoliutus stiklo lūžio rodiklis priklauso nuo šviesos bangų dažnio. Šis reiškinys pastebimas daugelyje medžiagų ir vadinamas šviesos dispersija. Šviesos sklaidos reiškinį iliustruoja įvairūs eksperimentai. Paveikslėlyje parodyta viena iš jo įgyvendinimo galimybių.

Šviesos sklaidą atrado Niutonas ir ji laikoma vienu svarbiausių jo atradimų. Antkapyje, pastatytame 1731 m., Pavaizduotos jaunų vyrų figūros, turinčios svarbiausių Niutono atradimų emblemas. Vieno iš jaunuolių rankose - prizmė, o užraše ant paminklo yra šie žodžiai: "Jis tyrė skirtumą tarp šviesos spindulių ir tuo pačiu metu pasirodančių įvairių gėlių savybių, kurių anksčiau niekas neįtarė".

6 PATIRTIS: Ar veidrodis turi atmintį?

Kaip uždėti plokščią veidrodį ant nupiešto stačiakampio, kad gautumėte vaizdą: trikampis, keturkampis, penkiakampis.Įranga: plokščias veidrodis, popieriaus lapas su pieštu kvadratu.

KLAUSIMAI

Skaidrus organinis stiklas tampa nuobodu, kai trinamas švitriniu popieriumi. Tas pats stiklas vėl tampa skaidrus, jei jį patrinsite ...Nei?

Objektyvo diafragmos skalėje skaičiai taikomi lygūs židinio nuotolio ir skylės skersmens santykiui: 2; 2,8; 4,5; penki; 5.8 ir kt. Kaip pasikeis ekspozicijos laikas, jei diafragma perkeliama į didesnį skalės padalijimą?

Atsakymas. Kuo didesnė diafragmos reikšmė nurodyta skalėje, tuo mažesnis vaizdo apšvietimas ir ilgesnis užrakto greitis, kurio reikia fotografuojant.

Dažniausiai fotoaparato objektyvai susideda iš kelių objektyvų. Pro objektyvą praeinanti šviesa iš dalies atsispindi nuo objektyvo paviršių. Kokių defektų tai lemia šaudant?Atsakymas

Fotografuojant apsnigtas lygumas ir vandens paviršius saulėtomis dienomis, rekomenduojama uždėti saulės gaubtą, kuris yra viduje pajuodavęs cilindrinis arba kūginis vamzdelis.
objektyvas. Koks gartraukio tikslas?Atsakymas

Kad šviesa neatsispindėtų lęšio viduje, ant lęšių paviršiaus uždedama plona permatoma dešimt tūkstantųjų milimetrų dydžio plėvelė. Tokie lęšiai vadinami dengtais lęšiais. Koks fizinis reiškinys yra objektyvo apšvietimas? Paaiškinkite, kodėl lęšiai neatspindi šviesos.Atsakymas.

Klausimas forumas

Kodėl juodas aksomas atrodo daug tamsesnis nei juodas šilkas

Kodėl balta šviesa, praeinanti per lango stiklą, nesuyra į jos komponentus?Atsakymas.

Blitz

1. Kaip vadinami akiniai be šventyklų? (Pince-nez)

2. Ką medžiojant suteikia erelis? (Šešėlis.)

3. Kam skirtas garsus menininkas Quinji? (Gebėjimas vaizduoti oro ir mėnulio šviesos skaidrumą)

4. Kaip vadinamos sceną apšviečiančios lempos? (Sofitai)

5. Ar tai mėlynas ar žalsvas brangakmenis? (Turkis)

6. Nurodykite, kur žuvis yra vandenyje, jei žvejas ją mato A taške.

Blitz

1. Ko negalima paslėpti krūtinėje? (Šviesos spindulys)

2. Kokios spalvos yra balta šviesa? (Balta šviesa susideda iš daugiaspalvių spindulių: raudonos, oranžinės, geltonos, žalios, mėlynos, mėlynos, violetinės).

3. Kuris didesnis: debesis ar šešėlis iš jo? (Debesis meta ant žemės siaurėjantį visą šešėlio kūgį, kurio aukštis yra didelis dėl didelio debesies dydžio. Todėl debesų šešėlis savo dydžiu mažai skiriasi nuo paties debesies)

4. Tu ją seki, ji - iš tavęs, tu - iš jos, ji - paskui tave. Kas tai yra? (Šešėlis)

5. Kraštelis matomas, bet jo nepasieksi. Kas tai? (Horizontas)

Optines iliuzijos.

Ar nemanote, kad juodos ir baltos juostos juda priešinga kryptimi? Jei pakreipiate galvą - tada į dešinę, tada į kairę - keičiasi ir sukimosi kryptis.

Nesibaigiantys laiptai, vedantys aukštyn.

Saulė ir akis

nebūk kaip akių saulė,

Jis negalėjo pamatyti Saulės ... W. Goethe

Akies ir saulės sugretinimas yra toks pat senas, kaip ir pati žmonių rasė. Šio palyginimo šaltinis nėra mokslas. Ir mūsų laikais šalia mokslo kartu su naujuoju gamtos mokslu atskleidžiamu ir paaiškinamu reiškinių paveikslu ir toliau egzistuoja vaiko ir pirmykščio žmogaus idėjų pasaulis, tyčia ar netyčia - juos mėgdžiojančių poetų pasaulis. Kartais verta pažvelgti į šį pasaulį kaip į vieną iš galimų mokslinių hipotezių šaltinių. Jis nuostabus ir nuostabus; šiame pasaulyje drąsiai mėtomi tiltai-ryšiai tarp gamtos reiškinių, kurių kartais mokslas vis dar neįtaria. Kai kuriais atvejais šie ryšiai yra atspėti teisingai, kartais jie yra iš esmės neteisingi ir tiesiog juokingi, tačiau jie visada nusipelno dėmesio, nes šios klaidos dažnai padeda suprasti tiesą. Todėl pamokoma pirmiausia kreiptis į akies ir Saulės ryšį vaikystės, primityvių ir poetinių idėjų požiūriu.

Žaisdamas slėpynes, vaikas labai dažnai nusprendžia slėptis netikėčiausiu būdu: jis užmerkia akis arba uždengia rankomis, būdamas tikras, kad dabar jo niekas nematys; jam regėjimas sutapatinamas su šviesa.

Tačiau dar labiau stebina to paties instinktyvaus regėjimo ir šviesos mišinio išsaugojimas suaugusiesiems. Fotografai, tai yra žmonės, kurie yra šiek tiek rafinuoti praktiškos optikos srityje, dažnai patys užsimerkia, kai kraunant ar vystant plokštes reikia atidžiai stebėti, kad šviesa neprasiskverbtų į tamsų kambarį.

Jei atidžiai klausysitės, kaip mes kalbame, mūsų pačių žodžiais, tada čia iškart aptinkama tos pačios fantastinės optikos pėdsakų.

Nepastebėdami to, žmonės sako: „akys sužibo“, „išlindo saulė“, „žvaigždės stebi“.

Poetams vaizdinių vaizdų perkėlimas į šviesą ir, atvirkščiai, šviesos šaltinių savybių priskyrimas akims yra labiausiai paplitusi, galima sakyti, privaloma technika:

Nakties žvaigždės

Kaip kaltinamosios akys

Jie pašaipiai žiūri į jį.

Jo akys šviečia.

A.S. Puškinas.

Mes su jumis žiūrėjome į žvaigždes

Jie yra ant mūsų. Fet.

Kaip tave mato žuvis?

Dėl šviesos lūžio žvejas mato žuvį ne ten, kur yra iš tikrųjų.

Liaudies ženklai

Daugelis žmonių, prisimindami savo mokslo metus, yra tikri, kad fizika yra labai nuobodus dalykas. Kursas apima daugybę užduočių ir formulių, kurios niekam nebus naudingos tolesniame gyvenime. Viena vertus, šie teiginiai yra teisingi, tačiau, kaip ir bet kuris kitas dalykas, fizika turi ir kitą medalio pusę. Tik ne visi tai atranda patys.

Daug kas priklauso nuo mokytojo

Galbūt dėl \u200b\u200bto kalta mūsų švietimo sistema, o gal visa tai yra mokytoju, kuris galvoja tik apie tai, kad būtina priekaištauti iš viršaus patvirtintai medžiagai ir nesiekia dominti savo mokinių. Dažniausiai jis yra kaltas. Tačiau jei vaikams pasiseka ir pamoką veda mokytojas, kuris pats myli savo dalyką, jis galės ne tik dominti mokinius, bet ir padėti jiems atrasti kažką naujo. Todėl vaikai pradės su malonumu lankyti tokius užsiėmimus. Be abejo, formulės yra neatsiejama šio dalyko dalis, negalima nuo jos atsitraukti. Tačiau yra ir teigiamų aspektų. Eksperimentai ypač domina moksleivius. Apie tai kalbėsime išsamiau. Štai keletas smagių fizikos patirčių, kurias galite patirti su savo vaiku. Tai turėtų būti įdomu ne tik jam, bet ir jums. Tikėtina, kad naudodamiesi tokia veikla jūs įskiepysite savo vaikui tikrą susidomėjimą mokymusi, o „nuobodi“ fizika taps jo mėgstamiausia tema. tai nesunku atlikti, tam reikės labai nedaug atributų, svarbiausia yra noras. Ir galbūt tada galite pakeisti savo vaiko mokyklos mokytoją.

Apsvarstykite keletą įdomių fizikos eksperimentų mažiesiems, nes reikia pradėti nuo mažų.

Popierinė žuvis

Norėdami atlikti šį eksperimentą, turime iš storo popieriaus (galite naudoti kartoną) iškirpti mažą žuvį, kurios ilgis turėtų būti 30-50 mm. Viduryje padarome apvalią skylę, kurios skersmuo yra apie 10-15 mm. Toliau iš uodegos šono supjaustykite siaurą kanalą (3-4 mm pločio) iki apvalios skylės. Tada pilame vandenį į baseiną ir atsargiai dedame ten žuvis, kad viena plokštuma gulėtų ant vandens, o kita liktų sausa. Dabar į apvalią skylę reikia lašyti alyvos (galite naudoti siuvimo mašinos ar dviračio tepalą). Nafta, bandydama išsilieti per vandens paviršių, tekės išpjautu kanalu, o žuvys, veikiamos atgal tekančio aliejaus, išplauks į priekį.

Dramblys ir mopsas

Su vaiku ir toliau vykdysime linksmus fizikos eksperimentus. Kviečiame jus supažindinti savo vaiką su svirties samprata ir kaip tai padeda palengvinti žmogaus darbą. Pavyzdžiui, pasidalinkite, kad jis gali lengvai pakelti sunkią spintelę ar sofą. Ir aiškumo dėlei parodykite elementarią fizikos patirtį naudodamiesi svirtimi. Norėdami tai padaryti, mums reikia liniuotės, pieštuko ir poros mažų žaisliukų, tačiau visada skirtingo svorio (todėl šį eksperimentą pavadinome „Dramblys ir mopsas“). Mes pritvirtiname savo dramblį ir mopsą prie skirtingų liniuotės galų, naudodami plastiliną arba įprastus siūlus (mes tiesiog susiejame žaislus). Dabar, jei liniuotę su vidurine dalimi uždėsite ant pieštuko, tada, žinoma, dramblys vilks, nes jis yra sunkesnis. Bet jei pieštuką judinsite dramblio link, mopsas jį lengvai atsvers. Tai yra finansinio sverto principas. Liniuotė (svirtis) remiasi ant pieštuko - ši vieta yra atramos taškas. Toliau vaikui reikia pasakyti, kad šis principas naudojamas visur, jis yra krano, sūpynių ir net žirklių veikimo pagrindas.

Namų patirtis fizikoje su inercija

Mums reikės indelio vandens ir tinklelio. Niekam nebus paslaptis, kad jei apversite atvirą stiklainį, tada iš jo pasipils vanduo. Pabandykime? Žinoma, tam geriau išeiti į lauką. Įdedame skardinę į tinklelį ir pradedame sklandžiai siūbuoti, palaipsniui didindami amplitudę, ir dėl to padarome pilną apsisukimą - vieną, antrą, trečią ir t. Vanduo neišpilamas. Įdomus? Dabar leiskime vandeniui pilti. Norėdami tai padaryti, paimkite skardinę ir padarykite skylę dugne. Įdedame į tinklelį, pripildome vandens ir pradedame suktis. Iš skylės trykšta srovė. Kai skardinė yra apatinėje padėtyje, tai nieko nestebina, tačiau, kai ji skrenda aukštyn, fontanas toliau muša ta pačia kryptimi, o ne lašas nuo kaklo. Viskas. Visa tai gali paaiškinti inercijos principą. Kai bankas sukasi, jis linkęs nuskristi tiesiai, tačiau tinklelis jo nepaleidžia ir priverčia jį apibūdinti apskritimus. Vanduo taip pat linkęs skristi dėl inercijos, ir tuo atveju, kai dugne padarėme skylę, niekas netrukdo jam ištrūkti ir judėti tiesia linija.

Netikėtumo dėžutė

Dabar pažvelkime į fizikos eksperimentus su poslinkiu. Ant stalo krašto reikia įdėti degtukų dėžutę ir lėtai ją judinti. Tą akimirką, kai jis praeis vidutinį ženklą, įvyks kritimas. Tai yra, už stalviršio krašto ištiestos dalies masė viršys likusios dalies svorį, o dėžės apvirs. Dabar perkelkime masės centrą, pavyzdžiui, įdėkime į vidų (kuo arčiau krašto) metalinę veržlę. Belieka dėžes pastatyti taip, kad nedidelė jos dalis liktų ant stalo, o didelė dalis kabotų ore. Nukritimas neįvyks. Šio eksperimento esmė ta, kad visa masė yra virš atramos taško. Šis principas taip pat naudojamas visame pasaulyje. Jo dėka baldai, paminklai, transportas ir daug daugiau yra stabilioje padėtyje. Beje, vaikų žaislas „Vanka-vstanka“ taip pat pastatytas pagal masės centro poslinkio principą.

Taigi toliau svarstykime įdomius fizikos eksperimentus, tačiau pereikime prie kito etapo - šeštos klasės moksleiviams.

Vandens karuselė

Mums reikia tuščios skardinės, plaktuko, vinies, virvės. Vinys ir plaktukas išmušame skylę šoninėje sienelėje pačioje apačioje. Toliau, netraukdami vinies iš skylės, sulenkite ją į šoną. Būtina, kad skylė būtų pasvirusi. Mes pakartojame procedūrą antroje skardinės pusėje - jums reikia tai padaryti taip, kad skylės pasirodytų priešais viena kitą, bet nagai būtų sulenkti skirtingomis kryptimis. Viršutinėje indo dalyje išmušame dar dvi skylutes, per jas praeiname virvės ar storo siūlo siūlus. Mes pakabiname konteinerį ir užpildome jį vandeniu. Iš apatinių skylių pradės išsiveržti du įstrižai fontanai, o skardinė pradės suktis priešinga kryptimi. Kosminės raketos veikia šiuo principu - liepsna iš variklio purkštukų plaka viena kryptimi, o kita - raketa.

Fizikos eksperimentai - 7 klasė

Eksperimentuokime su masės tankiu ir sužinokime, kaip padaryti kiaušinį plūduriuojantį. Skirtingo tankio fizikos eksperimentus geriausia atlikti naudojant gėlo ir druskingo vandens pavyzdį. Paimkite stiklainį, užpildytą karštu vandeniu. Įmušame kiaušinį, ir jis iškart nuskęs. Tada į vandenį supilkite valgomąją druską ir išmaišykite. Kiaušinis pradeda plaukti, ir kuo daugiau druskos, tuo didesnis jis pakils. Taip yra todėl, kad sūraus vandens tankis didesnis nei gėlo vandens. Taigi, visi žino, kad Negyvojoje jūroje (jos vanduo yra druskingiausias) nuskęsti beveik neįmanoma. Kaip matote, fizikos eksperimentai gali žymiai padidinti jūsų vaiko akiratį.

ir plastikinis butelis

Septintos klasės mokiniai pradeda tirti atmosferos slėgį ir jo poveikį mus supantiems objektams. Norėdami išplėsti šią temą giliau, geriau atlikti atitinkamus fizikos eksperimentus. Atmosferos slėgis mus veikia, nors ir lieka nematomas. Paimkime pavyzdį su balionu. Kiekvienas iš mūsų galime jį apgauti. Tada mes dedame jį į plastikinį butelį, uždedame kraštus ant kaklo ir pritvirtiname. Taigi oras gali patekti tik į balioną, o butelis taps hermetišku indu. Dabar pabandykime pripūsti balioną. Mums nepavyks, nes atmosferos slėgis butelyje to padaryti neleis. Kai mes papūsime, rutulys pradeda išstumti orą inde. Kadangi mūsų butelis yra hermetiškas, jis neturi kur eiti, ir jis pradeda mažėti, todėl tampa daug tankesnis nei rutulyje esantis oras. Atitinkamai sistema yra išlyginta ir balionas negali būti pripūstas. Dabar padarykime skylę dugne ir pabandykime pripūsti balioną. Tokiu atveju nėra pasipriešinimo, išstumtas oras palieka butelį - atmosferos slėgis išlyginamas.

Išvada

Kaip matote, fizikos eksperimentai visai nesudėtingi ir gana įdomūs. Stenkitės, kad jūsų vaikas susidomėtų - ir mokymasis jam bus visai kitoks, jis pradės lankyti užsiėmimus su malonumu, o tai galiausiai turės įtakos jo akademinei veiklai.

Skaldytas pieštukas

Rodyklių eksperimentas

Tai nustebins ne tik vaikus, bet ir suaugusius!

Su vaikais vis tiek galite atlikti porą Piaget eksperimentų. Pavyzdžiui, paimkite tą patį vandens kiekį ir supilkite jį į skirtingas stiklines (pavyzdžiui, platus ir žemas, o antrasis - siauras ir aukštas.) Ir tada paklauskite, kuriame vandens yra daugiau?
Taip pat galite įdėti tą patį monetų (arba mygtukų) skaičių į dvi eilutes (viena po kita). Paklauskite, ar skaičius vienodas dviejose eilutėse. Tada, išimdami vieną monetą iš vienos eilės, likusias dalis perkelkite taip, kad ši eilutė būtų vienodo ilgio kaip viršutinė. Ir vėl paklausk, ar dabar tas pats ir t. Išbandykite - atsakymai jus tikrai nustebins!

Ebbinghauso iliuzija (Ebbinghaus) arba Titchenerio ratai - santykinių dydžių suvokimo optinė iliuzija. Garsiausia šios iliuzijos versija yra ta, kad du identiško dydžio apskritimai išdėstyti vienas šalia kito, aplink vieną jų yra dideli apskritimai, o kitą juosia maži apskritimai; pirmasis ratas atrodo mažesnis nei antrasis.

Du oranžiniai apskritimai yra visiškai vienodo dydžio; tačiau kairysis apskritimas atrodo mažesnis

Muellerio-Lyerio iliuzija

Iliuzija yra ta, kad „taškais“ įrėmintas segmentas yra trumpesnis nei „uodegos“ rodyklėmis. Pirmą kartą iliuziją aprašė vokiečių psichiatras Franzas Mülleris-Lyeris 1889 m

Arba, pavyzdžiui, optinė iliuzija - pirmiausia pamatysite juodą, tada baltą

Dar daugiau optinių iliuzijų

Ir galiausiai žaislo iliuzija - Taumatrope.

Kai greitai pasuksite nedidelį popieriaus lapą su dviem skirtingose \u200b\u200bpusėse pritaikytais piešiniais, jie bus suvokiami kaip vienas. Tokį žaislą galite pasigaminti patys, ant pakankamai storo popieriaus nupiešdami arba įklijuodami atitinkamus atvaizdus (kelis įprastus taumatropus - gėles ir vazą, paukštį ir narvą, vabalą ir banką) ir prie šonų pritvirtindami virveles susukti. Arba, dar lengviau, pritvirtinkite prie pagaliuko kaip ledinuką ir greitai pasukite jį tarp delnų.

Ir dar pora nuotraukų. Ką tu matai ant jų?

Beje, mūsų parduotuvėje galite įsigyti paruoštų rinkinių eksperimentams optinių iliuzijų srityje!