Возьмите настольную лампу и вверните в нее лампочку с прозрачным баллоном мощностью 100-150 Вт. Установите лампу в затемненной комнате так, чтобы она освещала стену и находилась от нее на расстоянии 2-4 м. Затем возьмите лист картона и сделайте в нем шилом круглые отверстия диаметром примерно 1 мм и 2 мм. Сделайте в этом же листе треугольное и квадратное отверстия со сторонами около 1 мм. Затем расположите лист параллельно освещаемой стене на расстоянии 20-30 см от нее. Исследуйте полученные изображения и ответьте на вопросы:
а) какие изображения нити накала горящей лампы вы получили?
(Увеличенные или уменьшенные, прямые или перевернутые?)
Объясните наблюдаемое явление;
б) зависит ли изображение нити лампы от формы отверстия?
в) зависит ли получаемое изображение от размеров отвер
стия?
г) исследуйте, как изменяется характер изображений при увели
чении и уменьшении расстояния между листом картона и стеной;
*д) измерьте расстояние от листа картона до стены и какой-либо
размер изображения нити накала. Затем отодвиньте лист от сте
ны на несколько сантиметров и повторите измерения. Из полу
ченных данных вычислите расстояние от стены до нити накала.
Измерьте это расстояние и сравните его с рассчитанным.
|
|
Для освещения комнаты используют светящийся матовый шар ра диусом 20 см. Расстояние от центра шара до пола равно 2,5 м. На какой высоте от пола должен находиться непрозрачный диск диаметром 20 см, чтобы на полу была видна только его полутень? Плоскость диска параллельна полу, а его центр лежит на одной вертикали с центром шара. Выполните чертеж по условию задачи.
*3 |
Рис. |
В солнечный день в тени деревьев все небольшие светлые пятна на земле имеют вид овалов (рис. 150). Объясните это явление. Чем определяется отношение наибольшего и наименьшего размеров этих овалов?
Законы отражения света
Предметы, которые сами не являются источниками света, мы видим потому, что они отражают падающий на них свет. Закон отражения света от плоских зеркал был установлен очень давно. Об этом свидетельствуют труды древнегреческого ученого Евклида.
Чтобы получить закон отражения света от плоского зеркала, воспользуемся установкой, изображенной на рис. 151. Она состоит из оптического диска 1, по краю которого нанесены деления для определения углов. На диске закреплено плоское зеркало 2. Одна из точек поверхности зеркала совпадает с центром диска (точка О). Плоскость зеркала перпендикулярна прямой ОС. По краю диска можно перемещать источник 3, дающий узкий параллельный пучок света. В качестве такого источника можно использовать, например, лазерную указку.
|
|
Направим свет от этого источника в центр диска так, чтобы он скользил по поверхности диска. Тогда на поверхности диска появится узкая светлая полоска. Можно считать, что положение этой полоски совпадает с падающим на зеркало лучом АО. Отраженный от зеркала свет создает светлую полоску ОВ. Можно считать, что ее положение совпадает с отраженным лучом света ОВ.
Плоскость, которую образуют падающий на зеркало луч и перпендикуляр к поверхности зеркала в точке падения луча, называют плоскостью падения.
В рассмотренном случае плоскость оптического диска совпадает с плоскостью падения. В свою очередь, отраженный луч ОВ лежит в плоскости диска. Следовательно, отраженный луч лежит в плоскости падения.
Угол между падающим лучом и перпендикуляром к плоскости зеркала в точке падения луча называют углом падения. Угол между отраженным лучом и перпендикуляром к плоскости зеркала в точке падения луча называют углом отражения.
На рис. 151 углы падения и отражения обозначены соответственно При помощи делений на диске можно убедиться в том, что при любом положении лазерной указки угол падения равен углу отражения: