ภาพลวงตา ภาพลวงตา. การทดลองทางฟิสิกส์ การทดลองที่น่าสนใจในฟิสิกส์การทดลองทางแสง
บทนำ
1. การทบทวนวรรณกรรม
1.1. ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเลนส์ทางเรขาคณิต
1.2. แนวคิดพื้นฐานและกฎของทัศนศาสตร์เรขาคณิต
1.3. องค์ประกอบของปริซึมและวัสดุทางแสง
2. ส่วนทดลอง
2.1 วัสดุและเทคนิคการทดลอง
2.2. ผลการทดลอง
2.2.1. การทดลองสาธิตโดยใช้ปริซึมแก้วที่มีมุมหักเห90º
2.2.2. การทดลองสาธิตโดยใช้ปริซึมแก้วที่เต็มไปด้วยน้ำโดยมีมุมหักเห90º
2.2.3. การทดลองสาธิตโดยใช้ปริซึมแก้วกลวงและเติมอากาศด้วยมุมหักเห74º
2.3. การอภิปรายผลการทดลอง
รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้
บทนำ
บทบาทชี้ขาดของการทดลองในการศึกษาฟิสิกส์ที่โรงเรียนสอดคล้องกับหลักการสำคัญของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติซึ่งสอดคล้องกับที่การทดลองเป็นพื้นฐานสำหรับการรับรู้ปรากฏการณ์ การทดลองสาธิตมีส่วนช่วยในการสร้างแนวคิดทางกายภาพ ในบรรดาการทดลองสาธิตสถานที่ที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งถูกครอบครองโดยการทดลองในเลนส์เรขาคณิตซึ่งทำให้สามารถแสดงลักษณะทางกายภาพของแสงได้อย่างชัดเจนและแสดงให้เห็นถึงกฎพื้นฐานของการแพร่กระจายแสง
ในงานนี้จะมีการตรวจสอบปัญหาของการตั้งค่าการทดลองในทัศนศาสตร์เรขาคณิตโดยใช้ปริซึมในโรงเรียนมัธยม การทดลองด้านทัศนศาสตร์ที่มีภาพประกอบและน่าสนใจที่สุดได้รับการคัดเลือกโดยใช้อุปกรณ์ที่โรงเรียนใด ๆ สามารถซื้อได้หรือจัดทำขึ้นโดยอิสระ
การทบทวนวรรณกรรม
1.1 ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเลนส์ทางเรขาคณิต
ทัศนศาสตร์เป็นของวิทยาศาสตร์ดังกล่าวซึ่งเป็นแนวคิดเริ่มต้นที่เกิดขึ้นในสมัยโบราณ ตลอดประวัติศาสตร์ที่ยาวนานหลายศตวรรษมันได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและในปัจจุบันมันเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์กายภาพพื้นฐานซึ่งเสริมสร้างตัวเองด้วยการค้นพบปรากฏการณ์และกฎหมายใหม่ ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ
ปัญหาที่สำคัญที่สุดในทัศนศาสตร์คือคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของแสง ความคิดแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงปรากฏขึ้นในสมัยโบราณ นักคิดในสมัยโบราณพยายามที่จะเข้าใจแก่นแท้ของปรากฏการณ์แสงโดยอาศัยความรู้สึกทางสายตา ชาวฮินดูโบราณคิดว่าดวงตาเป็น "ธรรมชาติที่ร้อนแรง" Pythagoras นักปรัชญาและนักคณิตศาสตร์ชาวกรีก (582-500 ปีก่อนคริสตกาล) และโรงเรียนของเขาเชื่อว่าความรู้สึกทางสายตาเกิดขึ้นจากการที่ "ไอร้อน" ฟุ้งออกมาจากดวงตาสู่วัตถุ ในการพัฒนาต่อไปมุมมองเหล่านี้มีรูปแบบที่ชัดเจนขึ้นในรูปแบบของทฤษฎีการมองเห็นซึ่งได้รับการพัฒนาโดย Euclid (300 BC) ตามทฤษฎีนี้การมองเห็นเกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่า "รังสีที่มองเห็น" เล็ดลอดออกมาจากดวงตาซึ่งสัมผัสได้จากส่วนปลายของร่างกายและสร้างความรู้สึกทางสายตา Euclid เป็นผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเรื่องการแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นตรง เขาใช้คณิตศาสตร์ในการศึกษาเกี่ยวกับแสงเขาได้กำหนดกฎของการสะท้อนแสงจากกระจก ควรสังเกตว่าสำหรับการสร้างทฤษฎีทางเรขาคณิตของการสะท้อนแสงจากกระจกธรรมชาติของต้นกำเนิดของแสงไม่สำคัญ แต่มีเพียงคุณสมบัติของการแพร่กระจายเชิงเส้นตรงเท่านั้นที่มีความสำคัญ รูปแบบที่พบโดย Euclid จะถูกเก็บรักษาไว้ในเลนส์ทางเรขาคณิตสมัยใหม่ การหักเหของแสงเป็นที่คุ้นเคยกับยุคลิด ในเวลาต่อมามุมมองที่คล้ายกันได้รับการพัฒนาโดยปโตเลมี (ค.ศ. 70-147) พวกเขาให้ความสนใจอย่างมากกับการศึกษาปรากฏการณ์การหักเหของแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งทอเลมีทำการวัดมุมตกกระทบและการหักเหของแสงหลายครั้ง แต่เขาล้มเหลวในการสร้างกฎแห่งการหักเหของแสง ปโตเลมีสังเกตว่าตำแหน่งของผู้ทรงคุณวุฒิบนท้องฟ้าเปลี่ยนไปเนื่องจากการหักเหของแสงในชั้นบรรยากาศ
นอกจาก Euclid แล้วนักวิทยาศาสตร์โบราณคนอื่น ๆ ยังรู้ถึงผลกระทบของกระจกเว้า อาร์คิมิดีส (287-212 ปีก่อนคริสตกาล) ให้เครดิตกับการเผากองเรือศัตรูโดยใช้ระบบกระจกเว้าซึ่งเขาใช้ในการรวบรวมแสงอาทิตย์และส่งไปยังเรือของโรมัน การก้าวไปข้างหน้าเกิดขึ้นโดย Empedocles (492-432 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งเชื่อว่าการไหลออกมาจากร่างกายที่ส่องสว่างไปยังดวงตาและไหลออกจากดวงตาไปยังร่างกาย เมื่อการไหลออกเหล่านี้พบกันความรู้สึกทางสายตาจะเกิดขึ้น นักปรัชญาชาวกรีกผู้มีชื่อเสียงผู้ก่อตั้งลัทธิอะตอมนิยม Democritus (460-370 ปีก่อนคริสตกาล) ปฏิเสธแนวคิดเรื่องรังสีภาพโดยสิ้นเชิง ตามทัศนะของ Democritus การมองเห็นเกิดจากการตกลงบนพื้นผิวของดวงตาของอะตอมขนาดเล็กที่เล็ดลอดออกมาจากวัตถุ Epicurus (341-270 ปีก่อนคริสตกาล) ยึดติดกับมุมมองที่คล้ายกันในเวลาต่อมา อริสโตเติลนักปรัชญาชื่อดังชาวกรีก (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) ซึ่งเชื่อว่าสาเหตุของความรู้สึกทางสายตาอยู่นอกสายตามนุษย์ก็เป็นฝ่ายตรงข้ามกับ "ทฤษฎีภาพรังสี" เช่นกัน อริสโตเติลพยายามอธิบายสีอันเป็นผลมาจากส่วนผสมของแสงและความมืด
ควรสังเกตว่ามุมมองของนักคิดโบราณส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ง่ายที่สุด ฟิสิกส์โบราณไม่ได้มีรากฐานที่จำเป็นในรูปแบบของการวิจัยเชิงทดลอง ดังนั้นการสอนของคนสมัยก่อนเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงจึงเป็นการคาดเดา อย่างไรก็ตามแม้ว่ามุมมองเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นเพียงการคาดเดาที่แยบยล แต่ก็มีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาเลนส์ต่อไป
นักฟิสิกส์ชาวอาหรับ Algazen (1038) ได้พัฒนาปัญหาหลายประการเกี่ยวกับทัศนศาสตร์ในการวิจัยของเขา เขาศึกษาเรื่องตาการหักเหของแสงการสะท้อนของแสงในกระจกเว้า เมื่อศึกษาการหักเหของแสง Algazei ตรงกันข้ามกับปโตเลมีพิสูจน์ว่ามุมตกกระทบและการหักเหของแสงไม่ได้สัดส่วนซึ่งเป็นแรงผลักดันในการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อค้นหากฎการหักเหของแสง Algazen รู้ถึงพลังการขยายของส่วนแก้วทรงกลม ในคำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของแสงอัลฮาเซนอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมโดยปฏิเสธทฤษฎีของรังสีที่มองเห็น Algazen เกิดจากแนวคิดที่ว่ารังสีเล็ดลอดออกมาจากแต่ละจุดของวัตถุที่ส่องสว่างซึ่งเมื่อมาถึงดวงตาทำให้เกิดความรู้สึกทางสายตา Alhazen เชื่อว่าแสงมีความเร็วในการแพร่กระจายที่ จำกัด ซึ่งในตัวมันเองแสดงถึงขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจธรรมชาติของแสง Alhazen ให้คำอธิบายที่ถูกต้องสำหรับข้อเท็จจริงที่ว่าดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ปรากฏบนขอบฟ้าใหญ่กว่าจุดสุดยอด เขาอ้างว่านี่เป็นการหลอกลวงทางความรู้สึก
ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา. ในสาขาวิทยาศาสตร์วิธีการทดลองศึกษาธรรมชาติกำลังค่อยๆได้รับชัยชนะ ในช่วงเวลานี้มีการประดิษฐ์และการค้นพบที่โดดเด่นมากมายในด้านทัศนศาสตร์ Francis Mavrolik (1494-1575) ให้เครดิตกับคำอธิบายที่ค่อนข้างถูกต้องเกี่ยวกับแว่นตา Mavrolik ยังพบว่าเลนส์เว้าไม่ได้เก็บ แต่รังสีที่กระจาย เขาพบว่าเลนส์เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของดวงตาและได้ข้อสรุปเกี่ยวกับสาเหตุของสายตายาวและสายตาสั้นอันเป็นผลมาจากการหักเหของแสงที่ผิดปกติโดยเลนส์ ต่อไปเราควรพูดถึงท่าเรืออิตาลี (1538-1615) ซึ่งในปี 1589 ได้ประดิษฐ์กล้องบดบังซึ่งเป็นต้นแบบของกล้องในอนาคต ไม่กี่ปีต่อมาได้มีการคิดค้นเครื่องมือทางแสงหลัก ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์และกล้องโทรทรรศน์
การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ (1590) มีความเกี่ยวข้องกับชื่อของ Zachary Jansen ช่างแว่นตาชาวดัตช์ กล้องโทรทรรศน์เริ่มผลิตในเวลาเดียวกัน (1608-1610) โดยช่างแว่นตาชาวดัตช์ Zachary Jansen, Jacob Metzius และ Hans Lippersgey การประดิษฐ์เครื่องมือทางแสงเหล่านี้นำไปสู่การค้นพบครั้งสำคัญในด้านดาราศาสตร์และชีววิทยาในปีต่อ ๆ ไป นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน N. Kepler (1571-1630) ได้ทำงานพื้นฐานเกี่ยวกับทฤษฎีเครื่องมือทางแสงและทัศนศาสตร์ทางสรีรวิทยาซึ่งเป็นผู้ก่อตั้งซึ่งเขาสามารถเรียกได้ว่าถูกต้อง Kepler ทำงานมากมายในการศึกษาการหักเหของแสง
หลักการของแฟร์มาต์ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสปิแอร์แฟร์มาต์ (1601-1665) ผู้คิดค้นสูตรนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิต หลักการนี้กำหนดให้แสงระหว่างสองจุดแพร่กระจายไปตามเส้นทางที่ใช้เวลาเดินทางน้อยที่สุด จากสิ่งนี้ทำให้แฟร์มาต์ตรงกันข้ามกับเดส์การ์ตส์ถือว่าความเร็วในการแพร่กระจายของแสงนั้นมีขอบเขต จำกัด กาลิเลอีนักฟิสิกส์ชื่อดังชาวอิตาลี (ค.ศ. 1564-1642) ไม่ได้ทำงานอย่างเป็นระบบที่อุทิศให้กับการศึกษาปรากฏการณ์ทางแสง อย่างไรก็ตามในด้านทัศนศาสตร์เขายังเป็นเจ้าของผลงานที่นำมาซึ่งผลลัพธ์ที่น่าทึ่งทางวิทยาศาสตร์อีกด้วย กาลิเลโอปรับปรุงกล้องโทรทรรศน์และนำไปใช้กับดาราศาสตร์เป็นครั้งแรกซึ่งเขาได้ค้นพบที่โดดเด่นซึ่งมีส่วนในการพิสูจน์มุมมองล่าสุดเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลโดยอาศัยระบบ Heliocentric ของโคเปอร์นิกัน กาลิเลโอสามารถสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีกำลังขยายเฟรม 30 ซึ่งมากกว่ากำลังขยายของกล้องโทรทรรศน์ของนักประดิษฐ์คนแรกหลายเท่า ด้วยความช่วยเหลือของมันเขาได้ค้นพบภูเขาและหลุมอุกกาบาตบนพื้นผิวของดวงจันทร์ค้นพบดาวเทียมใกล้ดาวเคราะห์ดาวพฤหัสบดีค้นพบโครงสร้างดวงดาวของทางช้างเผือก ฯลฯ กาลิเลโอพยายามวัดความเร็วของแสงในสภาพพื้นโลก แต่ไม่สำเร็จ เนื่องจากจุดอ่อนของวิธีการทดลองที่มีให้สำหรับวัตถุประสงค์นี้ ... ดังนั้นจึงเป็นไปตามที่กาลิเลโอมีแนวคิดที่ถูกต้องเกี่ยวกับความเร็วสุดท้ายของการแพร่กระจายแสง กาลิเลโอยังสังเกตเห็นจุดดับบนดวงอาทิตย์ ลำดับความสำคัญของการค้นพบจุดดับบนดวงอาทิตย์โดยกาลิเลโอถูกท้าทายโดย Pater Scheiner นักวิทยาศาสตร์คณะเยซูอิต (1575-1650) ซึ่งทำการสังเกตการณ์จุดดับบนดวงอาทิตย์และคบเพลิงแสงอาทิตย์อย่างแม่นยำโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่จัดเรียงตามรูปแบบของเคปเลอร์ สิ่งที่น่าทึ่งเกี่ยวกับผลงานของ Scheiner คือเขาเปลี่ยนกล้องโทรทรรศน์ให้เป็นอุปกรณ์ฉายภาพโดยขยายช่องมองภาพออกไปมากเกินความจำเป็นสำหรับการมองเห็นที่ชัดเจนด้วยตาทำให้สามารถรับภาพดวงอาทิตย์บนหน้าจอและแสดงให้เห็นได้ในแบบต่างๆ องศาการขยายไปยังหลาย ๆ ใบหน้าในเวลาเดียวกัน
ศตวรรษที่ 17 โดดเด่นด้วยความก้าวหน้าต่อไปในสาขาวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและการผลิตต่างๆ คณิตศาสตร์อยู่ระหว่างการพัฒนาที่สำคัญ สังคมวิทยาศาสตร์และสถาบันการศึกษาที่รวมตัวกันของนักวิทยาศาสตร์กำลังถูกสร้างขึ้นในหลายประเทศในยุโรป ด้วยเหตุนี้วิทยาศาสตร์จึงกลายเป็นสมบัติของวงกว้างซึ่งมีส่วนช่วยในการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างประเทศในด้านวิทยาศาสตร์ ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 วิธีการทดลองเพื่อศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติได้รับชัยชนะในที่สุด
การค้นพบที่ใหญ่ที่สุดในช่วงเวลานี้เกี่ยวข้องกับชื่อของไอแซกนิวตันนักฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษที่เก่งกาจ / (1643-1727) การค้นพบการทดลองที่สำคัญที่สุดของนิวตันในทัศนศาสตร์คือการกระจายของแสงในปริซึม (1666) จากการตรวจสอบเส้นทางของลำแสงสีขาวผ่านปริซึมสามเหลี่ยมนิวตันพบว่าลำแสงสีขาวแยกออกเป็นกลุ่มรังสีสีที่ไม่สิ้นสุดซึ่งก่อให้เกิดสเปกตรัมต่อเนื่องกัน จากการทดลองเหล่านี้สรุปได้ว่าแสงสีขาวเป็นรังสีที่ซับซ้อน นิวตันยังทำการทดลองตรงกันข้ามโดยรวบรวมด้วยความช่วยเหลือของรังสีสีเลนส์ที่เกิดขึ้นหลังจากแสงสีขาวผ่านปริซึม เป็นผลให้เขาได้รับแสงสีขาวอีกครั้ง ในที่สุดนิวตันได้ทำการทดลองผสมสีโดยใช้วงกลมหมุนแบ่งออกเป็นหลายภาคโดยวาดด้วยสีหลักของสเปกตรัม เมื่อแผ่นดิสก์หมุนอย่างรวดเร็วสีทั้งหมดจะรวมกันเป็นสีเดียวทำให้รู้สึกเป็นสีขาว
ผลของการทดลองพื้นฐานเหล่านี้นิวตันนำมาใช้เป็นพื้นฐานของทฤษฎีสีซึ่งจนถึงตอนนั้นยังไม่ประสบความสำเร็จจากรุ่นก่อน ๆ ของเขา ตามทฤษฎีของสีสีของร่างกายจะถูกกำหนดโดยรังสีของสเปกตรัมที่ร่างกายนี้สะท้อน ร่างกายดูดซับรังสีอื่น ๆ
1.2 แนวคิดพื้นฐานและกฎของทัศนศาสตร์เรขาคณิต สาขาทัศนศาสตร์ซึ่งตั้งอยู่บนแนวคิดของรังสีแสงเป็นเส้นตรงตามที่พลังงานแสงแพร่กระจายเรียกว่าเลนส์เรขาคณิต ชื่อนี้ได้รับเนื่องจากปรากฏการณ์ทั้งหมดของการแพร่กระจายของแสงที่นี่สามารถตรวจสอบได้โดยการสร้างทางเรขาคณิตของเส้นทางของรังสีโดยคำนึงถึงกฎการสะท้อนและการหักเหของแสง กฎหมายนี้เป็นรากฐานของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิต
อย่างไรก็ตามในกรณีที่เรากำลังพูดถึงปรากฏการณ์ปฏิสัมพันธ์ของแสงกับสิ่งกีดขวางขนาดที่เล็กพอกฎของเลนส์ทางเรขาคณิตนั้นไม่เพียงพอและจำเป็นต้องใช้กฎของคลื่นแสง ออปติกทางเรขาคณิตช่วยให้สามารถแยกชิ้นส่วนปรากฏการณ์หลักที่เกี่ยวข้องกับการส่องผ่านของแสงผ่านเลนส์และระบบออพติคอลอื่น ๆ รวมทั้งการสะท้อนของแสงจากกระจก แนวความคิดของแสงเป็นลำแสงบาง ๆ ที่กระจายเป็นแนวตรงตามธรรมชาตินำไปสู่กฎของการแพร่กระจายของแสงในแนวตรงและการแพร่กระจายของลำแสงที่เป็นอิสระ กฎเหล่านี้ร่วมกับกฎการหักเหของแสงและการสะท้อนของแสงซึ่งเป็นกฎพื้นฐานของเลนส์ทางเรขาคณิตซึ่งไม่เพียง แต่อธิบายปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่างเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถคำนวณและออกแบบอุปกรณ์ออปติกได้อีกด้วย กฎหมายทั้งหมดเหล่านี้ถูกกำหนดขึ้นในตอนแรกเป็นเชิงประจักษ์นั่นคือขึ้นอยู่กับการทดลองการสังเกต
การกระจายแสง
อนุภาคของสารที่ส่งผ่านแสงมีลักษณะเหมือนเสาอากาศเล็ก ๆ "เสาอากาศ" เหล่านี้รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแสงและส่งไปในทิศทางใหม่ กระบวนการนี้เรียกว่า Rayleigh scattering หลังจากที่ Lord Rayleigh นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ (John William Strett, 1842-1919)
ทดสอบ 1
วางแผ่นกระดาษสีขาวบนโต๊ะและมีไฟฉายข้างๆเพื่อให้แหล่งกำเนิดแสงอยู่ตรงกลางด้านยาวของแผ่นกระดาษ
เติมแก้วพลาสติกใสไร้สีสองใบลงในน้ำ ใช้เครื่องหมายเพื่อทำเครื่องหมายแว่นตาด้วยตัวอักษร A และ B
เติมนมลงในแก้ว B แล้วคนให้เข้ากัน
พับกระดาษแข็งสีขาวขนาด 15x30 ซม. พร้อมกับปลายด้านสั้นแล้วพับครึ่งให้เป็นกระท่อม มันจะทำหน้าที่เป็นหน้าจอสำหรับคุณ วางหน้าจอไว้ด้านหน้าไฟฉายที่ด้านตรงข้ามของแผ่นกระดาษ
ทำให้ห้องมืดลงเปิดไฟฉายและสังเกตเห็นสีของจุดไฟที่เกิดจากไฟฉายบนหน้าจอ
วางแก้ว A ไว้ตรงกลางแผ่นกระดาษหน้าไฟฉายแล้วทำสิ่งต่อไปนี้สังเกตสีของจุดไฟบนหน้าจอซึ่งเกิดขึ้นจากการที่แสงจากไฟฉายส่องผ่าน น้ำ; ดูน้ำอย่างใกล้ชิดและสังเกตว่าสีของน้ำเปลี่ยนไปอย่างไร
ทำซ้ำขั้นตอนการเปลี่ยนแก้ว A ด้วยแก้ว B
เป็นผลให้สีของจุดไฟเกิดขึ้นบนหน้าจอโดยลำแสงจากไฟฉายในเส้นทางที่ไม่มีอะไรเลยนอกจากอากาศอาจเป็นสีขาวหรือเหลืองเล็กน้อย เมื่อลำแสงผ่านน้ำใสสีของจุดบนหน้าจอจะไม่เปลี่ยน สีของน้ำยังไม่เปลี่ยน
แต่หลังจากผ่านลำแสงผ่านน้ำที่เติมนมแล้วจุดไฟบนหน้าจอจะปรากฏเป็นสีเหลืองหรือสีส้มและน้ำจะกลายเป็นสีน้ำเงิน
ทำไม?
แสงเช่นเดียวกับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปมีคุณสมบัติทั้งคลื่นและกล้ามเนื้อ การแพร่กระจายของแสงมีลักษณะคล้ายคลื่นและการมีปฏิสัมพันธ์กับสสารจะเกิดขึ้นราวกับว่ารังสีของแสงประกอบด้วยอนุภาคแต่ละตัว อนุภาคแสง - ควอนต้า (หรือที่เรียกว่าโฟตอน) เป็นกลุ่มพลังงานที่มีความถี่ต่างกัน
โฟตอนมีคุณสมบัติทั้งอนุภาคและคลื่น เนื่องจากโฟตอนสัมผัสกับการสั่นของคลื่นความยาวคลื่นของแสงของความถี่ที่สอดคล้องกันจึงถูกนำมาเป็นขนาดของโฟตอน
โคมไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงสีขาว นี่คือแสงที่มองเห็นได้ซึ่งประกอบด้วยเฉดสีทุกประเภทเช่น การแผ่รังสีของความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน - จากสีแดงที่มีความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดไปจนถึงสีน้ำเงินและสีม่วงโดยมีความยาวคลื่นสั้นที่สุดในช่วงที่มองเห็นได้เมื่อมีการผสมการสั่นสะเทือนของแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันดวงตาจะรับรู้และสมองจะตีความการรวมกันนี้ว่าเป็นสีขาวนั่นคือ ขาดสี แสงผ่านน้ำใสโดยไม่เกิดสีใด ๆ
แต่เมื่อแสงผ่านน้ำที่มีสีน้ำนมเราสังเกตได้ว่าน้ำกลายเป็นสีฟ้าและจุดไฟบนหน้าจอเป็นสีเหลืองส้ม สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการกระจัดกระจาย (การโก่งตัว) ของส่วนหนึ่งของคลื่นแสง การกระเจิงสามารถยืดหยุ่นได้ (การสะท้อนกลับ) ซึ่งโฟตอนชนกับอนุภาคและกระเด็นออกมาเช่นเดียวกับลูกบิลเลียดสองลูกที่กระเด้งออกจากกัน โฟตอนได้รับการกระเจิงมากที่สุดเมื่อมันชนกับอนุภาคที่มีขนาดเท่ากับตัวมันเอง
อนุภาคขนาดเล็กของนมในน้ำจะกระจายความยาวคลื่นสั้นสีน้ำเงินและสีม่วงได้ดีที่สุด ดังนั้นเมื่อแสงสีขาวผ่านน้ำที่ย้อมด้วยน้ำนมความรู้สึกสีฟ้าอ่อนจึงเกิดขึ้นจากการกระเจิงของความยาวคลื่นสั้น หลังจากกระจายอนุภาคนมที่มีความยาวคลื่นสั้นจากลำแสงแล้วความยาวคลื่นสีเหลืองและสีส้มส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในนั้น พวกเขาย้ายไปที่หน้าจอ
ถ้าขนาดอนุภาคมากกว่าความยาวคลื่นสูงสุดของแสงที่มองเห็นได้แสงที่กระจัดกระจายจะประกอบด้วยความยาวคลื่นทั้งหมด แสงนี้จะเป็นสีขาว
ทดสอบ 2
การกระเจิงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอนุภาคอย่างไร?
ทำการทดลองซ้ำโดยใช้นมในน้ำที่มีความเข้มข้นต่างกันตั้งแต่ 0 ถึง 10 หยด สังเกตการเปลี่ยนแปลงของสีของน้ำและแสงที่ส่งมาจากน้ำ
ทดสอบ 3
การกระเจิงของแสงในตัวกลางขึ้นอยู่กับความเร็วของแสงในตัวกลางนั้นหรือไม่?
ความเร็วของแสงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่แสงเดินทาง ยิ่งตัวกลางมีความหนาแน่นมากเท่าใดแสงก็ยิ่งแพร่กระจายเข้าไปในนั้นได้ช้าลงเท่านั้น
โปรดจำไว้ว่าการกระเจิงของแสงในสารต่างๆสามารถเปรียบเทียบได้โดยการสังเกตความสว่างของสารเหล่านี้ เมื่อทราบว่าความเร็วของแสงในอากาศคือ 3 x 108 m / s และความเร็วของแสงในน้ำคือ 2.23 x 108 m / s คุณสามารถเปรียบเทียบได้เช่นความสว่างของทรายในแม่น้ำเปียกกับความสว่างของทรายแห้ง . ควรระลึกไว้เสมอว่าแสงที่ตกลงบนทรายแห้งจะผ่านอากาศและแสงที่ตกลงบนทรายเปียก - ผ่านน้ำ
เททรายลงในจานกระดาษที่ใช้แล้วทิ้ง เทน้ำให้ทั่วขอบจาน หลังจากสังเกตความสว่างของพื้นที่ต่างๆของทรายในจานแล้วให้สรุปว่าทรายมีการกระจายตัวมากกว่า: ในที่แห้ง (ซึ่งมีเม็ดทรายล้อมรอบด้วยอากาศ) หรือในที่เปียก (เม็ดทรายล้อมรอบด้วยน้ำ) . คุณสามารถลองของเหลวอื่น ๆ ได้เช่นกันเช่นน้ำมันพืช
สื่อการสอน
กระจายแสง
อย่างที่เราทราบกันดีว่าการถ่ายเทความร้อนประเภทหนึ่งคือการแผ่รังสี ด้วยการแผ่รังสีการถ่ายโอนพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างหนึ่งสามารถทำได้แม้ในสุญญากาศ มีรังสีหลายประเภทซึ่งหนึ่งในนั้นคือแสงที่มองเห็นได้
ร่างกายที่สว่างไสวค่อยๆร้อนขึ้น นั่นหมายความว่าแสงเป็นรังสีจริงๆ
ปรากฏการณ์แสงศึกษาโดยสาขาฟิสิกส์ที่เรียกว่าทัศนศาสตร์ คำว่า "ทัศนศาสตร์" ในภาษากรีกแปลว่า "มองเห็นได้" เนื่องจากแสงเป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีที่มองเห็นได้
การศึกษาปรากฏการณ์ทางแสงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับมนุษย์ ท้ายที่สุดกว่าเก้าสิบเปอร์เซ็นต์ของข้อมูลที่เราได้รับต้องขอบคุณการมองเห็นนั่นคือความสามารถในการรับรู้ความรู้สึกของแสง
ร่างกายที่เปล่งแสงเรียกว่าแหล่งกำเนิดแสง - จากธรรมชาติหรือเทียม
ตัวอย่างของแหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติ ได้แก่ ดวงอาทิตย์และดวงดาวอื่น ๆ สายฟ้าและแมลงและพืชที่เรืองแสง แหล่งกำเนิดแสงประดิษฐ์ ได้แก่ เทียนโคมไฟหัวเผาและอื่น ๆ อีกมากมาย
แหล่งกำเนิดแสงใด ๆ สิ้นเปลืองพลังงานเมื่อเปล่งแสง
ดวงอาทิตย์เปล่งแสงเนื่องจากพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในส่วนลึก
ตะเกียงน้ำมันก๊าดจะแปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ของน้ำมันก๊าดให้เป็นแสงสว่าง
การสะท้อนแสง
บุคคลจะเห็นแหล่งกำเนิดแสงเมื่อลำแสงที่เล็ดลอดออกมาจากแหล่งกำเนิดนี้กระทบดวงตา หากร่างกายไม่ใช่แหล่งกำเนิดดวงตาก็สามารถรับรู้รังสีจากแหล่งใดก็ได้ซึ่งสะท้อนจากร่างกายนี้นั่นคือตกลงบนพื้นผิวของร่างกายนี้และเปลี่ยนทิศทางของการขยายพันธุ์ต่อไป ร่างกายที่สะท้อนรังสีกลายเป็นแหล่งกำเนิดของแสงสะท้อน
รังสีที่ตกลงบนพื้นผิวของร่างกายเปลี่ยนทิศทางของการขยายพันธุ์ต่อไป เมื่อสะท้อนแสงจะกลับไปที่ตัวกลางเดียวกันกับที่มันตกลงบนพื้นผิวของร่างกาย ร่างกายที่สะท้อนรังสีกลายเป็นแหล่งกำเนิดของแสงสะท้อน
เมื่อเราได้ยินคำนี้ "การสะท้อน" ก่อนอื่นเราจะนึกถึงกระจกเงา ในชีวิตประจำวันมักใช้กระจกแบน การใช้กระจกแบนสามารถทำการทดลองง่ายๆเพื่อกำหนดกฎหมายที่แสงสะท้อนได้ เราวางไฟส่องสว่างไว้บนแผ่นกระดาษที่วางอยู่บนโต๊ะเพื่อให้ลำแสงบาง ๆ อยู่ในระนาบของโต๊ะ ในกรณีนี้ลำแสงจะเลื่อนไปที่พื้นผิวของแผ่นกระดาษและเราจะสามารถมองเห็นได้
วางกระจกแบนในแนวตั้งตามเส้นทางของลำแสงบาง ๆ ลำแสงจะกระเด็นออกไป คุณสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่าลำแสงสะท้อนเช่นเดียวกับที่ตกลงบนกระจกเลื่อนไปตามกระดาษในแนวระนาบของโต๊ะ ทำเครื่องหมายด้วยดินสอบนแผ่นกระดาษเพื่อระบุตำแหน่งที่สัมพันธ์กันของลำแสงทั้งสองและกระจก เป็นผลให้เราได้รูปแบบของการทดลองที่ดำเนินการมุมระหว่างลำแสงตกกระทบและแนวตั้งฉากที่คืนค่ากับพื้นผิวสะท้อนที่จุดอุบัติการณ์มักเรียกว่ามุมตกกระทบในทัศนศาสตร์ มุมระหว่างแนวตั้งฉากเดียวกันกับลำแสงสะท้อนคือมุมสะท้อน ผลการทดลองมีดังนี้
- ลำแสงตกกระทบลำแสงสะท้อนและตั้งฉากกับพื้นผิวสะท้อนที่สร้างขึ้นใหม่ ณ จุดเกิดเหตุอยู่ในระนาบเดียวกัน
- มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน ข้อสรุปทั้งสองนี้แสดงถึงกฎแห่งการไตร่ตรอง
เมื่อมองไปที่กระจกแบนเราจะเห็นภาพของวัตถุที่อยู่ด้านหน้าของมัน ภาพเหล่านี้แสดงลักษณะของวัตถุซ้ำทุกประการ ดูเหมือนว่าวัตถุแฝดเหล่านี้จะอยู่ด้านหลังพื้นผิวของกระจก
พิจารณาภาพของแหล่งกำเนิดจุดในกระจกแบน ในการทำเช่นนี้เราจะสุ่มวาดรังสีหลาย ๆ ตัวจากแหล่งกำเนิดสร้างรังสีสะท้อนที่สอดคล้องกันจากนั้นทำการขยายส่วนขยายของรังสีสะท้อนให้เกินระนาบของกระจก ส่วนขยายทั้งหมดของรังสีจะตัดกันด้านหลังระนาบของกระจก ณ จุดหนึ่งจุดนี้คือภาพของแหล่งกำเนิด
เนื่องจากในภาพนั้นไม่ใช่รังสีที่มาบรรจบกัน แต่เป็นเพียงส่วนขยายของพวกมันในความเป็นจริงไม่มีภาพ ณ จุดนี้ดูเหมือนว่าเราจะมีเพียงรังสีที่เล็ดลอดออกมาจากจุดนี้ ภาพดังกล่าวมักเรียกว่าจินตภาพ
การหักเหของแสง
เมื่อแสงถึงจุดแยกของสองสื่อส่วนหนึ่งจะสะท้อนออกมาในขณะที่อีกส่วนหนึ่งผ่านเส้นขอบหักเหในเวลาเดียวกันนั่นคือเปลี่ยนทิศทางของการแพร่กระจายต่อไป
เหรียญที่แช่อยู่ในน้ำดูเหมือนว่าสำหรับเราจะมีขนาดใหญ่กว่าเมื่อวางอยู่บนโต๊ะ ดูเหมือนว่าเราจะหักดินสอหรือช้อนวางในแก้วน้ำ: ส่วนที่อยู่ในน้ำดูเหมือนจะยกขึ้นและขยายขึ้นเล็กน้อย ปรากฏการณ์ทางแสงเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายอธิบายได้จากการหักเหของแสง
การหักเหของแสงเกิดจากความจริงที่ว่าในสื่อต่าง ๆ แสงแพร่กระจายด้วยความเร็วที่ต่างกัน
ความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในตัวกลางที่กำหนดเป็นลักษณะของความหนาแน่นของแสงของสื่อที่กำหนด: ยิ่งความเร็วของแสงสูงขึ้นในตัวกลางที่กำหนดความหนาแน่นของแสงก็จะยิ่งลดลง
มุมของการหักเหของแสงจะเปลี่ยนไปอย่างไรในระหว่างการเปลี่ยนแสงจากอากาศไปสู่น้ำและระหว่างการเปลี่ยนจากน้ำเป็นอากาศ? การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อผ่านจากอากาศไปยังน้ำมุมของการหักเหของแสงจะน้อยกว่ามุมตกกระทบ และในทางกลับกัน: เมื่อผ่านจากน้ำไปยังอากาศมุมของการหักเหของแสงจะมากกว่ามุมตกกระทบ
จากการทดลองเกี่ยวกับการหักเหของแสงพบข้อเท็จจริงสองประการคือ 1. รังสีตกกระทบรังสีหักเหและตั้งฉากกับส่วนเชื่อมต่อระหว่างสื่อทั้งสองซึ่งสร้างขึ้นใหม่ที่จุดเกิดเหตุอยู่ในระนาบเดียวกัน
- เมื่อเปลี่ยนจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่าออปติกไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าออปติกมุมของการหักเหจะมากกว่ามุมตกกระทบเมื่อเปลี่ยนจากตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าออปติกไปยังตัวกลางที่มีความหนาแน่นมากกว่าออปติกมุมของการหักเหจะน้อยกว่ามุมตกกระทบ
ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจสามารถสังเกตได้หากมุมตกกระทบค่อยๆเพิ่มขึ้นเมื่อแสงผ่านเข้าไปในตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าออปติก มุมของการหักเหของแสงในกรณีนี้เป็นที่ทราบกันดีว่ามากกว่ามุมตกกระทบและด้วยการเพิ่มขึ้นของมุมตกกระทบมุมของการหักเหก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ที่ค่าหนึ่งของมุมตกกระทบมุมการหักเหของแสงจะเท่ากับ 90 °
เราจะค่อยๆเพิ่มมุมตกกระทบเมื่อแสงผ่านเข้าไปในตัวกลางที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าออปติก เมื่อมุมตกกระทบเพิ่มขึ้นมุมหักเหก็จะเพิ่มขึ้นด้วย เมื่อมุมของการหักเหของแสงเท่ากับเก้าสิบองศารังสีหักเหจะไม่ผ่านเข้าไปในตัวกลางที่สองจากสื่อแรก แต่จะเลื่อนไปตามระนาบของส่วนต่อประสานระหว่างสื่อทั้งสองนี้
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนภายในทั้งหมดและมุมตกกระทบที่เกิดขึ้นคือมุม จำกัด ของการสะท้อนภายในทั้งหมด
ปรากฏการณ์ของการสะท้อนภายในทั้งหมดถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในเทคโนโลยี การใช้ใยแก้วนำแสงที่มีความยืดหยุ่นนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์นี้ซึ่งรังสีของแสงผ่านสะท้อนจากผนังซ้ำ ๆ
แสงไม่ออกจากเส้นใยเนื่องจากการสะท้อนภายในทั้งหมด อุปกรณ์ออพติคอลที่เรียบง่ายกว่าที่ใช้การสะท้อนภายในทั้งหมดคือปริซึมแบบย้อนกลับได้ซึ่งจะพลิกภาพโดยการแลกเปลี่ยนรังสีที่เข้ามา
ภาพในเลนส์
เลนส์ที่มีความหนาน้อยเมื่อเทียบกับรัศมีของทรงกลมที่สร้างพื้นผิวของเลนส์นี้เรียกว่าบาง ในสิ่งต่อไปนี้เราจะพิจารณาเฉพาะเลนส์บาง ๆ ในรูปแบบออปติคอลเลนส์บางจะแสดงเป็นส่วนที่มีลูกศรอยู่ที่ปลาย ขึ้นอยู่กับทิศทางของลูกศรแผนภาพจะแยกความแตกต่างระหว่างการรวบรวมและการกระจายเลนส์
พิจารณาว่าลำแสงขนานกับแกนแสงหลักผ่านเลนส์อย่างไร ผ่านมา
เลนส์เก็บรวบรวมรังสีจะถูกรวบรวมไว้ที่จุดเดียว เมื่อผ่านเลนส์กระจายรังสีจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางที่ต่างกันในลักษณะที่ส่วนขยายทั้งหมดมาบรรจบกัน ณ จุดหนึ่งที่อยู่ด้านหน้าเลนส์
จุดที่หลังจากการหักเหของเลนส์ในเลนส์บรรจบกันจะมีการรวบรวมลำแสงที่ขนานกับแกนแสงหลักเรียกว่าโฟกัสหลักของเลนส์ -F
ในเลนส์กระจายรังสีที่ขนานกับแกนแสงหลักจะกระจัดกระจาย จุดที่รวบรวมส่วนขยายของรังสีหักเหอยู่ด้านหน้าเลนส์และเรียกว่าโฟกัสหลักของเลนส์กระจายแสง
โฟกัสของเลนส์กระจายจะได้รับที่จุดตัดไม่ใช่ของรังสี แต่เป็นส่วนขยายดังนั้นจึงเป็นภาพในจินตนาการตรงกันข้ามกับเลนส์คอนเวอร์เตอร์ซึ่งโฟกัสเป็นของจริง
เลนส์มีสองโฟกัสหลัก ทั้งสองอยู่ในระยะทางที่เท่ากันจากศูนย์กลางแสงของเลนส์บนแกนออปติคอลหลัก
ระยะห่างจากศูนย์กลางแสงของเลนส์ถึงโฟกัสมักเรียกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์ ยิ่งเลนส์เปลี่ยนทิศทางของรังสีมากเท่าใดความยาวโฟกัสก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น ดังนั้นพลังแสงของเลนส์จึงแปรผกผันกับทางยาวโฟกัส
ตามกฎแล้วพลังงานแสงจะแสดงด้วยตัวอักษร "DE" และวัดเป็นไดออปเตอร์ ตัวอย่างเช่นเมื่อเขียนใบสั่งยาสำหรับแว่นตาจะระบุจำนวนไดออปเตอร์ของกำลังแสงของเลนส์ด้านขวาและด้านซ้าย
ไดออปเตอร์ (diopter) คือพลังแสงของเลนส์ความยาวโฟกัสคือ 1 ม. เนื่องจากโฟกัสของเลนส์สะสมเป็นของจริงและเลนส์ที่กระจัดกระจายเป็นจินตนาการเราจึงตกลงที่จะพิจารณาพลังแสงของเลนส์ที่รวบรวมเป็นค่าบวกและพลังแสงของเลนส์ที่กระจาย - ลบ
ใครเป็นผู้กำหนดกฎแห่งการสะท้อนแสง?
สำหรับศตวรรษที่ 16 ทัศนศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่ล้ำสมัย จากลูกบอลแก้วที่เต็มไปด้วยน้ำซึ่งใช้เป็นเลนส์โฟกัสแว่นขยายก็โผล่ออกมาจากนั้นเป็นกล้องจุลทรรศน์และกล้องโทรทรรศน์ อำนาจทางเรือที่ใหญ่ที่สุดในสมัยนั้นเนเธอร์แลนด์ต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่ดีเพื่อที่จะมองไปข้างหน้าของชายฝั่งที่อันตรายหรือหลีกหนีจากศัตรูได้ทันเวลา เลนส์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสำเร็จและความน่าเชื่อถือของการนำทาง ดังนั้นในเนเธอร์แลนด์จึงมีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเข้ามาเกี่ยวข้อง ชาวดัตช์ Willebrord, Snell van Royen ผู้ซึ่งเรียกตัวเองว่า Snellius (1580-1626) สังเกตเห็น (ซึ่งหลายคนเคยเห็นต่อหน้าเขา) ว่าแสงบาง ๆ สะท้อนในกระจกได้อย่างไร เขาเพียงแค่วัดมุมตกกระทบและมุมสะท้อนของลำแสง (ซึ่งไม่มีใครเคยทำมาก่อน) และกำหนดกฎ: มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
แหล่งที่มา. โลกมิเรอร์ Gilde V. - M .: Mir, 1982 24.
ทำไมเพชรจึงมีมูลค่าสูง?
เห็นได้ชัดว่าคน ๆ หนึ่งให้ความสำคัญกับทุกสิ่งที่ไม่ให้ยืมตัวเองหรือเปลี่ยนแปลงได้ยาก รวมทั้งโลหะมีค่าและหิน. ชาวกรีกโบราณเรียกเพชรว่า "adamas" - ไม่อาจต้านทานได้ซึ่งแสดงทัศนคติพิเศษของพวกเขาต่อหินนี้ แน่นอนว่าในหินหยาบ (เพชรไม่ได้ถูกเจียระไน) คุณสมบัติที่ชัดเจนที่สุดคือความแข็งและความสดใส
เพชรมีดัชนีหักเหสูง 2.41 - สำหรับสีแดงและ 2.47 - สำหรับสีม่วง (สำหรับการเปรียบเทียบพอจะบอกได้ว่าดัชนีการหักเหของน้ำคือ 1.33 และแก้วขึ้นอยู่กับชนิดคือ 1.5 ถึง 1.75)
แสงสีขาวประกอบด้วยสีของสเปกตรัม และเมื่อรังสีของมันหักเหรังสีสีที่เป็นองค์ประกอบแต่ละส่วนจะหักเหไปในลักษณะที่แตกต่างกันราวกับว่ามันแยกออกเป็นสีของรุ้ง นั่นคือเหตุผลที่มีการ "เล่นสี" ในเพชร
ชาวกรีกโบราณก็หลงใหลในสิ่งนี้เช่นกัน ไม่เพียง แต่เป็นหินที่มีความสดใสและแข็งเป็นพิเศษเท่านั้น แต่ยังมีรูปร่างที่ "สมบูรณ์แบบ" ของเพลโตอีกด้วย!
การทดลอง
ประสบการณ์ด้านทัศนศาสตร์ # 1
อธิบายความมืดของบล็อกไม้หลังจากที่เปียกแล้ว
อุปกรณ์: เรือที่มีน้ำบล็อกไม้
อธิบายการสั่นของเงาของวัตถุที่หยุดนิ่งเมื่อแสงผ่านอากาศเหนือเทียนที่กำลังลุกไหม้อุปกรณ์: ขาตั้งกล้อง, ลูกบอลบนด้าย, เทียน, จอ, โปรเจ็กเตอร์
ติดกระดาษสีบนใบพัดลมและสังเกตว่ามีการเพิ่มสีอย่างไรในโหมดการหมุนต่างๆ อธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้
ประสบการณ์ # 2
โดยแสงรบกวน.
การสาธิตการดูดซับแสงอย่างง่ายด้วยสารละลายสีย้อมในน้ำ
ต้องเตรียมไฟโรงเรียนแก้วน้ำและหน้าจอสีขาวเท่านั้น สีย้อมมีความหลากหลายรวมถึงฟลูออเรสเซนต์
นักเรียนสังเกตการเปลี่ยนสีของลำแสงสีขาวด้วยความสนใจอย่างมากขณะที่มันแพร่กระจายผ่านสีย้อม สีของลำแสงที่โผล่ออกมาจากสารละลายกลายเป็นเรื่องที่ไม่คาดคิดสำหรับพวกเขา เนื่องจากแสงถูกโฟกัสโดยเลนส์ไฟส่องสว่างสีของจุดบนหน้าจอจะถูกกำหนดโดยระยะห่างระหว่างแก้วของเหลวและหน้าจอ
การทดลองง่ายๆกับเลนส์ (EXPERIENCE # 3)
จะเกิดอะไรขึ้นกับภาพของวัตถุที่ได้จากเลนส์หากส่วนหนึ่งของเลนส์แตกและได้ภาพที่เหลือ
ตอบ. ภาพจะออกมาในสถานที่เดียวกับที่ได้รับจากเลนส์ทั้งตัว แต่การส่องสว่างจะน้อยลงเนื่องจาก ส่วนที่เล็กกว่าของรังสีที่ออกมาจากวัตถุจะไปถึงภาพของมัน
วางวัตถุมันวาวขนาดเล็กเช่นลูกบอลจากลูกปืนหรือโบลต์จากคอมพิวเตอร์บนโต๊ะที่มีแสงแดดส่องถึง (หรือหลอดไฟทรงพลัง) แล้วมองผ่านรูเล็ก ๆ ในแผ่นฟอยล์ วงแหวนหลากสีหรือวงรีจะมองเห็นได้ชัดเจน จะสังเกตปรากฏการณ์แบบไหน? ตอบ. การเลี้ยวเบน
การทดลองง่ายๆกับแว่นตาสี (การทดลอง # 4)
บนแผ่นกระดาษสีขาวเขียน "ยอดเยี่ยม" ด้วยปากกาสักหลาดสีแดงหรือดินสอและ "ดี" ด้วยปากกาสักหลาดสีเขียว ใช้เศษขวดแก้วสองชิ้น - สีเขียวและสีแดง
(โปรดระวัง! คุณอาจได้รับบาดเจ็บที่ขอบของเศษเล็กเศษน้อย!)
กระจกชนิดใดที่คุณต้องมองทะลุเพื่อให้ได้เกรด“ ดีเยี่ยม”
ตอบ. คุณต้องมองผ่านกระจกสีเขียว ในกรณีนี้คำจารึกจะมองเห็นเป็นสีดำบนพื้นหลังสีเขียวของกระดาษเนื่องจากแสงสีแดงของคำจารึก "ยอดเยี่ยม" ไม่ได้ส่งผ่านกระจกสีเขียว เมื่อมองผ่านกระจกสีแดงจะไม่เห็นตัวอักษรสีแดงบนพื้นหลังสีแดงของกระดาษ
ประสบการณ์ # 5: การสังเกตปรากฏการณ์การกระจายตัว
เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อลำแสงสีขาวแคบผ่านปริซึมแก้วสามารถสังเกตเห็นแถบสีรุ้งบนหน้าจอที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังปริซึมซึ่งเรียกว่าสเปกตรัมการกระจาย (หรือปริซึม) นอกจากนี้ยังสังเกตเห็นสเปกตรัมนี้เมื่อแหล่งกำเนิดแสงปริซึมและหน้าจอวางอยู่ในภาชนะปิดซึ่งอากาศจะถูกถ่ายเทออกไป
ผลการทดลองครั้งล่าสุดแสดงให้เห็นว่ามีการพึ่งพาดัชนีหักเหสัมบูรณ์ของแก้วกับความถี่ของคลื่นแสง ปรากฏการณ์นี้สังเกตได้ในสารหลายชนิดและเรียกว่าการกระจายตัวของแสง มีการทดลองต่างๆเพื่อแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์การกระจายตัวของแสง รูปนี้แสดงหนึ่งในตัวเลือกสำหรับการนำไปใช้งาน
การกระจายของแสงถูกค้นพบโดยนิวตันและถือเป็นการค้นพบที่สำคัญที่สุดครั้งหนึ่งของเขา หลุมฝังศพที่สร้างขึ้นในปี 1731 แสดงให้เห็นร่างของชายหนุ่มที่ถือสัญลักษณ์การค้นพบที่สำคัญที่สุดของนิวตัน ในมือของชายหนุ่มคนหนึ่ง - แท่งปริซึมและในจารึกบนอนุสาวรีย์มีคำต่อไปนี้: "เขาได้ตรวจสอบความแตกต่างระหว่างรังสีแสงและคุณสมบัติต่างๆของดอกไม้ที่แสดงออกมาในเวลาเดียวกันซึ่งไม่มีใครมี สงสัยก่อนหน้านี้ "
ประสบการณ์ # 6: กระจกมีหน่วยความจำหรือไม่?
วิธีใส่กระจกแบนลงบนสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่วาดเพื่อให้ได้ภาพ: สามเหลี่ยม, รูปสี่เหลี่ยม, ห้าเหลี่ยมอุปกรณ์: กระจกแบนแผ่นกระดาษที่มีสี่เหลี่ยมวาดอยู่
คำถาม
ลูกแก้วใสจะหมองเมื่อถูด้วยกระดาษทราย แก้วใบเดิมจะกลับมาใสอีกครั้งหากคุณถู ...กว่า?
ในขนาดของไดอะแฟรมของเลนส์จะมีการใช้ตัวเลขเท่ากับอัตราส่วนของทางยาวโฟกัสกับเส้นผ่านศูนย์กลางของรู: 2; 2.8; 4.5; ห้า; 5.8 ฯลฯ เวลาในการเปิดรับแสงจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากย้ายรูรับแสงไปยังส่วนที่ใหญ่ขึ้นของสเกล?
ตอบ. ยิ่งจำนวนรูรับแสงที่ระบุบนสเกลมีขนาดใหญ่ขึ้นความส่องสว่างของภาพก็จะยิ่งลดลงและความเร็วชัตเตอร์จะต้องนานขึ้นเมื่อถ่ายภาพ
ส่วนใหญ่เลนส์กล้องประกอบด้วยเลนส์หลายตัว แสงที่ผ่านเลนส์จะสะท้อนบางส่วนจากผิวเลนส์ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อบกพร่องใดบ้างเมื่อถ่ายภาพ?ตอบ
เมื่อถ่ายภาพที่ราบที่เต็มไปด้วยหิมะและผิวน้ำในวันที่มีแดดขอแนะนำให้ใช้เครื่องดูดควันพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งเป็นท่อทรงกระบอกหรือทรงกรวยดำด้านใน
เลนส์. จุดประสงค์ของเครื่องดูดควันคืออะไร?ตอบ
เพื่อป้องกันไม่ให้แสงสะท้อนภายในเลนส์ฟิล์มใสบาง ๆ ขนาดหนึ่งในหมื่นมิลลิเมตรจะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของเลนส์ เลนส์ดังกล่าวเรียกว่าเลนส์เคลือบ การตรัสรู้ของเลนส์ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ทางกายภาพอะไร? อธิบายว่าทำไมเลนส์จึงไม่สะท้อนแสงตอบ.
คำถามสำหรับ ฟอรัม
ทำไมกำมะหยี่สีดำจึงดูเข้มกว่าผ้าไหมสีดำมาก
เหตุใดแสงสีขาวที่ผ่านกระจกหน้าต่างจึงไม่สลายตัวเป็นส่วนประกอบ?ตอบ.
สายฟ้าแลบ
1. แว่นที่ไม่มีขมับเรียกว่าอะไร? (พินซ์ - เนซ)
2. นกอินทรีให้อะไรระหว่างการล่าสัตว์? (เงา.)
3. Quinji ศิลปินที่มีชื่อเสียงคืออะไร? (ความสามารถในการแสดงความโปร่งใสของอากาศและแสงจันทร์)
4. โคมไฟที่ให้แสงสว่างบนเวทีมีชื่อว่าอะไร? (Soffits)
5. เป็นพลอยสีฟ้าหรือสีเขียว? (เทอร์ควอยซ์)
6. ระบุตำแหน่งที่ปลาอยู่ในน้ำหากชาวประมงเห็นที่จุด A
สายฟ้าแลบ
1. คุณซ่อนอะไรไว้ในอกไม่ได้? (แสง)
2. แสงสีขาวคือสีอะไร? (แสงสีขาวประกอบด้วยชุดของรังสีหลายสี: แดงส้มเหลืองเขียวฟ้าน้ำเงินม่วง)
3. อันไหนใหญ่กว่า: เมฆหรือเงาจากมัน? (เมฆทอดกรวยเงาเต็มเรียวลงกับพื้นซึ่งความสูงที่มากเนื่องจากก้อนเมฆมีขนาดใหญ่ดังนั้นเงาเมฆจึงมีขนาดแตกต่างจากตัวเมฆเพียงเล็กน้อย)
4. คุณติดตามเธอเธอมาจากคุณคุณมาจากเธอเธออยู่ตามคุณ มันคืออะไร? (เงา)
5. มองเห็นขอบ แต่คุณจะไปไม่ถึงจุดนั้น นี่คืออะไร (ขอบฟ้า)
ภาพลวงตา.
คุณไม่คิดว่าแถบสีดำและสีขาวกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามหรือไม่? หากคุณเอียงศีรษะ - ตอนนี้ไปทางขวาแล้วไปทางซ้าย - ทิศทางของการหมุนก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน
บันไดที่ไม่มีที่สิ้นสุดที่ทอดขึ้นไป
ดวงอาทิตย์และดวงตา
อย่าเป็นเหมือนดวงอาทิตย์ในดวงตา
เขามองไม่เห็นดวงอาทิตย์ ... ว. เกอเธ่
การตีกันของตาและดวงอาทิตย์นั้นเก่าแก่พอ ๆ กับเผ่าพันธุ์มนุษย์เอง ที่มาของการเปรียบเทียบนี้ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ และในยุคสมัยของเราถัดจากวิทยาศาสตร์ไปพร้อม ๆ กับภาพของปรากฏการณ์ที่เปิดเผยและอธิบายโดยวิทยาศาสตร์ธรรมชาติใหม่โลกแห่งความคิดของเด็กและมนุษย์ดึกดำบรรพ์ยังคงมีอยู่และโลกของกวีที่เลียนแบบพวกเขาโดยตั้งใจหรือไม่ตั้งใจ บางครั้งมันก็คุ้มค่าที่จะมองโลกนี้เป็นหนึ่งในแหล่งที่มาของสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นไปได้ เขาเป็นคนที่น่าทึ่งและยอดเยี่ยม ในโลกนี้มีการเชื่อมต่อสะพานอย่างกล้าหาญระหว่างปรากฏการณ์ของธรรมชาติซึ่งบางครั้งวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่สงสัย ในบางกรณีการเชื่อมต่อเหล่านี้คาดเดาได้อย่างถูกต้องบางครั้งการเชื่อมต่อเหล่านี้ผิดพลาดโดยพื้นฐานและไร้สาระ แต่ก็สมควรได้รับความสนใจเนื่องจากความผิดพลาดเหล่านี้มักจะช่วยให้เข้าใจความจริง ดังนั้นจึงควรให้คำแนะนำที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับการเชื่อมต่อระหว่างตากับดวงอาทิตย์ก่อนจากมุมมองของวัยเด็กแนวคิดดั้งเดิมและบทกวี
การเล่นซ่อนหาเด็กมักตัดสินใจซ่อนตัวด้วยวิธีที่ไม่คาดคิดที่สุด: เขาหลับตาหรือเอามือปิดไว้เพื่อให้แน่ใจว่าตอนนี้จะไม่มีใครเห็นเขา สำหรับเขาการมองเห็นถูกระบุด้วยแสง
อย่างไรก็ตามสิ่งที่น่าประหลาดใจยิ่งกว่านั้นคือการรักษาความสับสนของการมองเห็นและแสงโดยสัญชาตญาณแบบเดียวกันในผู้ใหญ่ ช่างภาพกล่าวคือคนที่ค่อนข้างมีความซับซ้อนในด้านทัศนศาสตร์ที่ใช้งานได้จริงมักจะหลับตาลงเมื่อชาร์จหรือพัฒนาจานต้องคอยตรวจสอบอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้แสงทะลุเข้าไปในห้องมืด
หากคุณตั้งใจฟังวิธีที่เราพูดกับคำพูดของเราเองที่นี่ก็มีการค้นพบร่องรอยของเลนส์มหัศจรรย์แบบเดียวกันทันที
โดยไม่สังเกตเห็นสิ่งนี้ผู้คนพูดว่า: "ดวงตาเป็นประกาย" "ดวงอาทิตย์ส่องออกมา" "ดวงดาวกำลังเฝ้าดู"
สำหรับกวีการถ่ายโอนการแสดงภาพไปยังผู้ส่องสว่างและในทางกลับกันการระบุคุณสมบัติของแหล่งกำเนิดแสงต่อดวงตาเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดอาจกล่าวได้ว่าเทคนิคบังคับ:
ดวงดาวยามค่ำคืน
เช่นเดียวกับดวงตาที่กล่าวหา
พวกเขากำลังมองเขาอย่างเยาะเย้ย
ดวงตาของเขาเป็นประกาย
A.S. พุชกิน
เรามองดูดวงดาวกับคุณ
พวกเขาอยู่กับเรา Fet.
ปลาเห็นคุณได้อย่างไร?
เนื่องจากการหักเหของแสงชาวประมงจึงมองเห็นปลาไม่ได้ว่ามันอยู่ที่ไหนจริงๆ
ลางบอกเหตุพื้นบ้าน
คนส่วนใหญ่ที่จำปีการศึกษาได้แน่ใจว่าฟิสิกส์เป็นวิชาที่น่าเบื่อมาก หลักสูตรนี้รวมถึงงานและสูตรต่างๆมากมายที่จะไม่เป็นประโยชน์กับทุกคนในชีวิตต่อไป ในแง่หนึ่งข้อความเหล่านี้เป็นความจริง แต่เช่นเดียวกับเรื่องใด ๆ ฟิสิกส์ก็มีอีกด้านหนึ่งของเหรียญ ไม่ใช่ทุกคนเท่านั้นที่ค้นพบด้วยตัวเอง
มากขึ้นอยู่กับครู
บางทีระบบการศึกษาของเราอาจจะตำหนิในเรื่องนี้หรืออาจจะเป็นเรื่องทั้งหมดอยู่ที่ครูซึ่งคิด แต่เพียงความจริงที่ว่าจำเป็นต้องตำหนิเนื้อหาที่ได้รับการอนุมัติจากเบื้องบนและไม่ต้องการให้นักเรียนสนใจ ส่วนใหญ่มักเป็นผู้ที่ถูกตำหนิ อย่างไรก็ตามหากเด็ก ๆ โชคดีและบทเรียนได้รับการสอนโดยครูที่รักเรื่องของเขาเขาไม่เพียง แต่สร้างความสนใจให้กับนักเรียนเท่านั้น แต่ยังช่วยให้พวกเขาค้นพบสิ่งใหม่ ๆ อีกด้วย ส่งผลให้เด็ก ๆ เริ่มเข้าชั้นเรียนอย่างมีความสุข แน่นอนว่าสูตรเป็นส่วนสำคัญของวิชานี้ไม่มีการหลีกหนีจากมัน แต่ยังมีด้านบวกอีกด้วย การทดลองเป็นที่สนใจของเด็กนักเรียนเป็นพิเศษ เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม นี่คือประสบการณ์ฟิสิกส์สนุก ๆ ที่คุณสามารถมีร่วมกับบุตรหลานได้ มันน่าสนใจไม่เพียง แต่สำหรับเขา แต่สำหรับคุณด้วย มีแนวโน้มว่าด้วยความช่วยเหลือของกิจกรรมดังกล่าวคุณจะปลูกฝังให้ลูกของคุณมีความสนใจในการเรียนรู้อย่างแท้จริงและฟิสิกส์ที่ "น่าเบื่อ" จะกลายเป็นวิชาโปรดของเขา มันไม่ยากที่จะดำเนินการสิ่งนี้จะต้องใช้คุณสมบัติน้อยมากสิ่งสำคัญคือมีความปรารถนา และบางทีคุณอาจจะมาแทนที่ครูในโรงเรียนของลูกได้
ลองพิจารณาการทดลองทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจสำหรับเด็ก ๆ เพราะคุณต้องเริ่มต้นจากเล็ก ๆ
ปลากระดาษ
ในการดำเนินการทดลองนี้เราจำเป็นต้องตัดปลาตัวเล็กออกจากกระดาษหนา (สามารถใช้กระดาษแข็งได้) ซึ่งควรมีความยาว 30-50 มม. เราทำรูกลมตรงกลางโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10-15 มม. จากด้านข้างของหางตัดช่องทางแคบ (กว้าง 3-4 มม.) เป็นรูกลม จากนั้นเราเทน้ำลงในอ่างและวางปลาของเราไว้ที่นั่นอย่างระมัดระวังเพื่อให้ระนาบหนึ่งอยู่บนน้ำและอีกลำหนึ่งแห้ง ตอนนี้คุณต้องหยดน้ำมันลงในรูกลม (คุณสามารถใช้น้ำมันจากจักรเย็บผ้าหรือจักรยาน) น้ำมันที่พยายามจะหกล้นผิวน้ำจะไหลไปตามร่องน้ำที่ถูกตัดและปลาภายใต้อิทธิพลของน้ำมันที่ไหลย้อนกลับจะลอยไปข้างหน้า
ช้างและปั๊ก
เราจะทำการทดลองทางฟิสิกส์ร่วมกับบุตรหลานของเราอย่างสนุกสนานต่อไป เราขอเชิญชวนให้คุณแนะนำบุตรหลานของคุณเกี่ยวกับแนวคิดของคันโยกและวิธีที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงานของบุคคล ตัวอย่างเช่นแชร์ว่ามันสามารถยกตู้หรือโซฟาหนัก ๆ ได้อย่างง่ายดาย และเพื่อความชัดเจนให้แสดงการทดลองพื้นฐานทางฟิสิกส์โดยใช้คันโยก ในการทำเช่นนี้เราต้องมีไม้บรรทัดดินสอและของเล่นเล็ก ๆ สองสามชิ้น แต่มีน้ำหนักต่างกันเสมอ (นั่นคือเหตุผลที่เราเรียกการทดลองนี้ว่า "ช้างกับปั๊ก") เราติดช้างและปั๊กเข้ากับปลายไม้บรรทัดที่แตกต่างกันโดยใช้ดินน้ำมันหรือด้ายธรรมดา (เราแค่ผูกของเล่น) ทีนี้ถ้าคุณวางไม้บรรทัดโดยให้ส่วนตรงกลางเป็นดินสอแน่นอนว่าช้างจะลากเพราะมันหนักกว่า แต่ถ้าคุณขยับดินสอเข้าหาช้างปั๊กก็จะมีน้ำหนักเกินดุลได้อย่างง่ายดาย นี่คือหลักการของการงัด ไม้บรรทัด (คันโยก) วางอยู่บนดินสอ - สถานที่นี้เป็นศูนย์กลาง นอกจากนี้เด็กควรได้รับแจ้งว่าหลักการนี้ใช้ทุกที่เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของเครนแกว่งและแม้แต่กรรไกร
ประสบการณ์ในบ้านทางฟิสิกส์ที่มีความเฉื่อย
เราจะต้องมีโอ่งน้ำและตาข่ายเอนกประสงค์ จะไม่เป็นความลับสำหรับทุกคนที่ถ้าเปิดโถน้ำจะไหลออกมาจากโถ มาลองกัน? แน่นอนสำหรับเรื่องนี้ควรออกไปข้างนอกดีกว่า เราวางกระป๋องลงในกริดและเริ่มแกว่งอย่างราบรื่นค่อยๆเพิ่มแอมพลิจูดและด้วยเหตุนี้เราจึงทำการปฏิวัติเต็มรูปแบบ - หนึ่งวินาทีสามและอื่น ๆ ไม่มีการเทน้ำออก น่าสนใจไหม ทีนี้มาทำน้ำราดกัน ในการทำเช่นนี้ให้เอากระป๋องมาเจาะรูที่ก้น เราใส่ลงในตะแกรงเติมน้ำและเริ่มหมุน เจ็ทพุ่งออกมาจากหลุม เมื่อกระป๋องอยู่ในตำแหน่งที่ต่ำกว่าจะไม่ทำให้ใครแปลกใจ แต่เมื่อมันบินขึ้นน้ำพุจะยังคงตีไปในทิศทางเดียวกันและไม่หล่นจากคอ แค่นั้นแหละ. ทั้งหมดนี้สามารถอธิบายหลักการของความเฉื่อย เมื่อธนาคารหมุนมันมีแนวโน้มที่จะบินไปทันที แต่กริดไม่ยอมปล่อยและบังคับให้อธิบายวงกลม น้ำมีแนวโน้มที่จะบินด้วยความเฉื่อยเช่นกันและในกรณีที่เราทำรูที่ก้นไม่มีสิ่งใดป้องกันไม่ให้หนีและเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง
กล่องเซอร์ไพรส์
ตอนนี้เรามาดูการทดลองทางฟิสิกส์เกี่ยวกับการกระจัดคุณต้องวางกล่องไม้ขีดไฟไว้ที่ขอบโต๊ะแล้วค่อยๆเคลื่อนไป ช่วงเวลาที่ผ่านเครื่องหมายเฉลี่ยจะเกิดการล่มสลาย นั่นคือมวลของชิ้นส่วนที่ยื่นออกมาเกินขอบโต๊ะจะเกินน้ำหนักของส่วนที่เหลือและกล่องจะหงายท้อง ตอนนี้เรามาเปลี่ยนจุดศูนย์กลางมวลเช่นใส่น็อตโลหะเข้าด้านใน (ใกล้กับขอบมากที่สุด) มันยังคงวางกล่องในลักษณะที่ส่วนเล็ก ๆ ของมันยังคงอยู่บนโต๊ะและส่วนใหญ่แขวนอยู่ในอากาศ การล่มสลายจะไม่เกิดขึ้น สาระสำคัญของการทดลองนี้คือมวลทั้งหมดอยู่เหนือจุดศูนย์กลาง หลักการนี้ยังใช้ตลอด ต้องขอบคุณเขาที่เฟอร์นิเจอร์อนุสาวรีย์การขนส่งและอื่น ๆ อีกมากมายอยู่ในตำแหน่งที่มั่นคง อย่างไรก็ตามของเล่นเด็ก Vanka-vstanka นั้นสร้างขึ้นจากหลักการเปลี่ยนจุดศูนย์กลางมวล
ดังนั้นเราจะพิจารณาการทดลองทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจต่อไป แต่เรามาดูขั้นตอนต่อไป - สำหรับเด็กนักเรียนในชั้นประถมศึกษาปีที่ 6
ม้าหมุนน้ำ
เราต้องการกระป๋องเปล่าค้อนตะปูเชือก เราเจาะรูที่ผนังด้านข้างที่ด้านล่างสุดด้วยตะปูและค้อน นอกจากนี้โดยไม่ต้องดึงตะปูออกจากรูให้งอไปด้านข้าง จำเป็นที่รูจะต้องเอียง เราทำซ้ำขั้นตอนที่ด้านที่สองของกระป๋อง - คุณต้องทำเพื่อให้รูหันออกตรงข้ามกัน แต่ตะปูจะงอไปในทิศทางที่ต่างกัน ในส่วนบนของเรือเราเจาะอีกสองรูผ่านพวกเขาเราผ่านปลายเชือกหรือด้ายหนา เราแขวนภาชนะและเติมน้ำ น้ำพุเอียงสองอันจะเริ่มตีจากรูล่างและกระป๋องจะเริ่มหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม จรวดอวกาศทำงานบนหลักการนี้ - เปลวไฟจากหัวฉีดของเครื่องยนต์เต้นไปในทิศทางเดียวและจรวดจะบินไปในอีกทิศทางหนึ่ง
การทดลองทางฟิสิกส์ - ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7
มาทดลองกับความหนาแน่นของมวลและค้นหาว่าคุณจะทำให้ไข่ลอยได้อย่างไร การทดลองทางฟิสิกส์ที่มีความหนาแน่นต่างกันทำได้ดีที่สุดโดยใช้ตัวอย่างของน้ำจืดและน้ำเค็ม ใช้ขวดที่เต็มไปด้วยน้ำร้อน เราใส่ไข่ลงไปมันจะจมน้ำทันที จากนั้นเทเกลือแกงลงในน้ำแล้วคนให้เข้ากัน ไข่จะเริ่มลอยและยิ่งเกลือมากเท่าไหร่ไข่ก็จะลอยตัวสูงขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากน้ำเกลือมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำจืด ดังนั้นทุกคนรู้ดีว่าในทะเลเดดซี (น้ำของมันเค็มที่สุด) แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะจมน้ำ อย่างที่คุณเห็นการทดลองทางฟิสิกส์สามารถเพิ่มขอบเขตของบุตรหลานของคุณได้อย่างมาก
และขวดพลาสติก
นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เริ่มศึกษาความกดดันของบรรยากาศและผลกระทบที่มีต่อวัตถุรอบตัวเรา หากต้องการขยายในหัวข้อนี้ให้ลึกขึ้นจะเป็นการดีกว่าที่จะทำการทดลองทางฟิสิกส์ที่เหมาะสม ความดันบรรยากาศส่งผลกระทบต่อเราแม้ว่าจะยังมองไม่เห็นก็ตาม ลองมาเป็นตัวอย่างกับบอลลูน เราแต่ละคนสามารถโกงเขาได้ จากนั้นเราวางไว้ในขวดพลาสติกใส่ขอบที่คอและแก้ไข ดังนั้นอากาศจึงสามารถเข้าไปในบอลลูนได้เท่านั้นและขวดจะกลายเป็นภาชนะที่มีอากาศถ่ายเทได้ ตอนนี้เรามาลองขยายบอลลูนกัน เราจะไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากความดันบรรยากาศในขวดจะไม่อนุญาตให้เราทำเช่นนี้ เมื่อเราเป่าลูกบอลจะเริ่มเคลื่อนย้ายอากาศในเรือ และเนื่องจากขวดของเราเป็นแบบสุญญากาศจึงไม่มีที่ไปและมันเริ่มหดตัวจึงหนาแน่นกว่าอากาศในลูกบอลมาก ดังนั้นระบบจึงปรับระดับและไม่สามารถพองบอลลูนได้ ตอนนี้มาทำรูที่ด้านล่างแล้วลองพองบอลลูน ในกรณีนี้ไม่มีความต้านทานอากาศที่ถูกแทนที่จะออกจากขวด - ความดันบรรยากาศจะเท่ากัน
สรุป
อย่างที่คุณเห็นการทดลองทางฟิสิกส์ไม่ได้ซับซ้อนและน่าสนใจเลย พยายามที่จะสนใจบุตรหลานของคุณ - และการเรียนรู้จะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงสำหรับเขาเขาจะเริ่มเข้าชั้นเรียนอย่างมีความสุขซึ่งสุดท้ายแล้วจะส่งผลต่อผลการเรียนของเขา
ดินสอหัก
การทดลองลูกศร
สิ่งนี้ไม่เพียง แต่จะทำให้เด็ก ๆ ประหลาดใจเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้ใหญ่ด้วย!
สำหรับเด็ก ๆ คุณยังสามารถทำการทดลองของ Piaget ได้ ตัวอย่างเช่นใช้น้ำในปริมาณเท่ากันเทลงในแก้วที่แตกต่างกัน (เช่นกว้างและต่ำและอันที่สองแคบและสูง) แล้วถามว่าน้ำใดมากกว่ากัน?
คุณยังสามารถใส่เหรียญ (หรือปุ่ม) จำนวนเท่ากันในสองแถว (ด้านล่างอีกอันหนึ่ง) ถามว่าเลขสองแถวเหมือนกันไหม จากนั้นนำเหรียญหนึ่งออกจากแถวหนึ่งย้ายส่วนที่เหลือออกจากกันเพื่อให้แถวนี้มีความยาวเท่ากันกับแถวบนสุด และถามอีกครั้งว่าตอนนี้เหมือนเดิมไหมเป็นต้น ลองดูสิคำตอบจะทำให้คุณประหลาดใจอย่างแน่นอน!
ภาพลวงตาของ Ebbinghaus (Ebbinghaus) หรือแวดวงของ Titchener - ภาพลวงตาของการรับรู้ขนาดสัมพัทธ์ ภาพลวงตารุ่นที่โด่งดังที่สุดคือวงกลมสองวงที่มีขนาดเท่ากันวางเคียงข้างกันโดยมีวงกลมขนาดใหญ่ล้อมรอบวงหนึ่งในขณะที่อีกวงหนึ่งล้อมรอบด้วยวงกลมเล็ก ๆ วงกลมแรกดูเหมือนจะเล็กกว่าวงที่สอง
วงกลมสีส้มสองวงมีขนาดเท่ากันทุกประการ อย่างไรก็ตามวงกลมด้านซ้ายดูเหมือนจะเล็กกว่า
ภาพลวงตาMüller-Lyer
ภาพลวงตาคือส่วนที่ล้อมรอบด้วย "จุด" ดูเหมือนจะสั้นกว่าส่วนที่ล้อมกรอบด้วยลูกศร "หาง" ภาพลวงตาได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยจิตแพทย์ชาวเยอรมัน Franz Müller-Lyer ในปีพ. ศ. 2432
หรืออื่น ๆ ตัวอย่างเช่นภาพลวงตา - ก่อนอื่นคุณจะเห็นสีดำจากนั้นจึงเป็นสีขาว
ภาพลวงตามากยิ่งขึ้น
และในที่สุดของเล่น - ภาพลวงตา - Thaumatrope
เมื่อคุณหมุนกระดาษชิ้นเล็ก ๆ อย่างรวดเร็วโดยมีการออกแบบสองแบบในด้านต่างๆกันจะถูกมองว่าเป็นแบบเดียวกัน คุณสามารถทำของเล่นดังกล่าวได้ด้วยตัวเองโดยการวาดหรือวางภาพที่เหมาะสม (ดอกไม้และแจกันนกและกรงด้วงและธนาคาร) บนกระดาษหนาพอและติดเชือกสำหรับบิดด้านข้าง หรือง่ายกว่านั้น - แนบกับไม้เช่นอมยิ้มและหมุนอย่างรวดเร็วระหว่างฝ่ามือของคุณ
และอีกสองสามภาพ คุณเห็นอะไรเกี่ยวกับพวกเขา?
อย่างไรก็ตามในร้านของเราคุณสามารถซื้อชุดสำเร็จรูปสำหรับการทดลองในสาขาภาพลวงตาได้!