Реферат
На тему: Световые явления
Выполнил: Храпатов Д. А.
Проверил(а):
Содержание
1.Свет. Источники света
2.Распространение света
3.Отражение света
4.Плоское зеркало
5.Зеркальное и рассеянное изображение
6. Преломлениесвета
7. Линзы
8.Изображения, даваемые линзой
Свет. Источники света
Свет…его значение в нашей жизни очень велико. Трудно представить себе жизнь безсвета. Ведь все живое зарождается и развивается под влиянием света и тепла.
Деятельностьчеловека в начальные периоды его существования – добывание пищи, защита отврагов, охота – была зависима от дневного света. Потом человек научилсядобывать и поддерживать огонь, стал освещать свое жилище, охотиться с факелами.Но во всех случаях его деятельность не могла протекать без освещения.
Свет,посылаемый небесными телами, позволил определить расположение и движениеСолнца, звезд, планет, Луны и других спутников. Исследования световых явленийпомогло создать приборы, при помощи которых узнали о строении и даже составенебесных тел, находящихся от Земли на расстоянии многих миллиардов километров.По наблюдениям в телескоп и фотографиям планет изучили их облачный покров,особенности поверхностей, скорости вращения. Можно сказать, что наукаастрономия возникла и развивалась благодаря свету и зрению.
Наизучении света основано создание искусственного освещения, так необходимогочеловеку. Свет нужен везде: безопасность движения транспорта связана сприменением фар, освещением дорог; в военной технике применяются осветительныеракеты, прожекторы; нормальное освещение рабочего места способствует повышениюпроизводительности труда; солнечный свет повышает сопротивляемость организмаболезням, улучшает настроение человека.
Чтоже такое свет? Почему и как мы его воспринимаем?
Разделнауки, посвященный изучению света, называют также оптикой (от греческого optos – видимый,зримый).
Световое(оптическое) излучение создается источниками света.
Существуютестественные и искусственные источники света. К естественным источникам светаотносятся такие, как Солнце, звезды, полярное сияние, молнии; к искусственным –лампы, свечи, телевизор и другие.
Источниксвета мы видим потому, что создаваемое имя излучение попадает к нам в глаза. Номы видим также и тела, не являющиеся источниками света, — деревья, дома, стеныкомнаты, Луну, планеты и т.п. Однако мы их видим только тогда, когда ониосвещены источниками света. Излучение, идущее от источников света, упав наповерхность предметов, меняет свое направление и попадает в глаза.
2. Распространение света
Оптика– одна из древнейших наук.
Ещезадолго до того, как узнали, что представляет собой свет, некоторые егосвойства были обнаружены и использованы в практике.
Наоснове наблюдений и опытов были установлены законы распространения света, приэтом использовалось понятие луча света.
ЛУЧ– эта линия, вдоль которой распространяется свет.
Законпрямолинейного распространения света.
Светв прозрачной однородной среде распространяется по прямым линиям.
Дляданного закона можно рассмотреть пример – образования тени:
Еслимы хотим, чтобы свет от лампы не попадал нам в глаза, мы можем загородиться отнего рукой или надеть на лампу абажур. Если бы свет распространялся не попрямым линиям, то он бы мог обогнуть края препятствия и попасть нам в глаза.Например, от звука нельзя «загородиться» рукой, он обогнет это препятствие и мыбудем его слышать.
Рассмотримэто явление на опыте.
Возьмемлампочку от карманного фонаря. Расположим на некотором расстоянии от нее экран.Лампа освещает экран полностью. Поместим между лампочкой и экраном непрозрачноетело (например металлический шар). Теперь на экране появится темный круг, таккак за шаром образовалась тень – пространство, в которое не попадает свет отисточника.
Ночетко описанную тень, которая получена в описанном опыте, мы видим в жизни невсегда. Если размеры источника света будут гораздо больше, то вокруг тениобразуется полутень. Если бы наш глаз находился в области тени, то мы неувидели бы источник света, а из области полутени – видели бы один из его краев.Закон распространения света использовали еще древние египтяне для того, чтобыустановить по прямой линии колоны, столбы, стены. Они располагали колоны такимобразом, чтобы из-за ближайшей к глазу колоны не были видны все остальные.
3. Отражение света
Направимот источника света на экран пучок света. Экран будет освещен, но междуисточником и экраном мы ничего не увидим. Если же между источником и экраномпоместить листок бумаги, то он будет виден. Происходит это потому, чтоизлучение, достигнув поверхности листка, отражается, изменяет свое направлениеи попадает в наши глаза. Весь пучок света становится видимым, если запылитьвоздух между экраном и источником света. В этом случае пылинки отражают свет инаправляют его в глаза наблюдателя.
Законотражения света:
Лучипадающий и отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающейповерхности, восставленным в точке падения луча.
Пустьпрямая MN – поверхность зеркала, АО – падающий и ОВ – отраженныйлучи, ОС – перпендикуляр к поверхности зеркала в точке падения луча.
Угол,образованный падающим лучом АО и перпендикуляром ОС (тюею угол АОС), называютуглом падения. Обозначают его буквой α («альфа»). Угол,образованный отраженным лучом ОВ и те же перпендикуляром ОС (т.е. угол СОВ),называют углом отражения, его обозначают буквой β(«бета»).
Передвигаяисточник света по краю диска, мы изменяем угол падения луча. Повторим опыт, нотеперь будем каждый раз отмечать угол падения и соответствующий ему уголотражения.
Наблюденияи измерения показывают, что при всех значениях угла падения сохраняетсяравенство между ним и углом отражения.
Итак,второй закон отражения света гласит: угол отражения равен углу падения.
4. Плоское зеркало
Зеркало,поверхность которого представляет собой плоскость, называется плоским зеркалом.
Когдапредмет находится перед зеркалом, то кажется, что за зеркалом находится такойже предмет, то что мы видим за зеркалом, называется изображением предмета.
Дляначала, объясним, кК глаз воспринимает сам предмет, например, свечу. От каждойточки сечи во все стороны расходятся лучи света. Часть из них расходящимсяпучком попадает в глаз. Глаз видит (воспринимает) точку в том месте, откудаисходят лучи, т.е. в месте их пересечения, где не самом деле находится точка.
Глядяв зеркало, мы видим мнимое изображение своего лица.
Расположимвертикально кусок плоского стекла – он будет служить зеркалом. Но так какстекло прозрачно, мы увидим и то, что находится за ним. Поставим перед стекломзажженную свечу. В стекле мы увидим ее изображение. По другую сторону стекла(там, где мы видим изображение) поставим такую же, но незажженную свечу и будемпередвигать ее до тех пор, пока она не покажется зажженной. Это будет означать,что изображение зажженной свечи находится там, где стоит незажженная свеча.
Измеримрасстояние от свечи до стекла и от стекла до изображения свечи. Эти расстоянияокажутся одинаковыми.
Опыттакже показывает, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи, т.е.размеры изображения в плоском зеркале равны размерам предмета.
Итак,опыт показывает, что изображение предмета в плоском зеркале имеет следующиеособенности: это изображение мнимое, прямое, равное по размерам предмету,находится оно на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположенперед зеркалом.
Уизображения в плоском зеркале есть еще одна особенность. Посмотрите наизображение вашей правой руки в плоском зеркале, пальцы на изображениирасположены так, как будто это левая рука.
5. Зеркальное и рассеянное изображение
Вплоском зеркале мы видим изображение, мало отличающееся от самого предмета. Этообъясняется тем, что поверхность зеркала плоская и гладкая, и тем, что зеркалоотражает большую часть падающего на него света (от 70 до 90%).
Зеркальнаяповерхность отражает падающий на нее пучок света направленно. Пусть, например,на зеркало падает пучок параллельных лучей от Солнца. Лучи отражаются такжепараллельным пучком.
Всякаяне зеркальная, т.е. шероховатая, негладкая поверхность рассеивает свет:отражает падающий на нее пучок параллельных лучей по всем направлениям.Объясняется это тем, что шероховатая поверхность состоит из большого числаочень маленьких плоских поверхностей, расположенных беспорядочно, под разнымиуглами друг к другу. Каждая маленькая плоская поверхность отражает свет в определенномнаправлении. Но все вместе они направляют отраженные лучи в разные стороны,т.е. рассеивают свет по разным направлениям.
6. Преломление света
Ложкаили карандаш, опущенная в стакан с водой, кажется переломленной на границемежду водой и воздухом. Это можно объяснить только тем, что лучи света, идущиет ложки, имеют в воде другое направление, чем в воздухе.
Изменениенаправления распространения света при его прохождении через границу двух средназывается преломлением света.
Припереходе луча из стекла (воды) в воздух угол преломления больше угла падения.
Способностьпреломлять лучи у разных сред различна. Например, алмаз преломляет лучи светасильнее, чем вода или стекло.
Еслина поверхность алмаза луч света падает под углом 60*, то угол преломления лучаравен примерно 21*. При таком же угле падения луча на поверхность воды уголпреломления составляет около 30*.
Припереходе луча из одной среды в другую происходит преломление света по следующимположениям:
1. лучипадающий и преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведеннымв точке падения луча к плоскости раздела двух сред.
2. взависимости от того, из какой среды в какую переходит луч, угол преломленияможет быть меньше или больше угла падения.
7. Линзы
Отражениеи преломление света используется для того, чтобы изменять направление лучейили, как говорят, управлять световыми пучками. На этом основано созданиеспециальных оптическх приборов, таких как прожектор, лупа, микроскоп,фотоаппарат и другие. Главная часть большинства из них – линза.
Воптике чаще всего используются сферические линзы. Такие линзы представляютсобой тела, изготовленные из оптического или органического стекла, ограниченныедвумя сферическими поверхностями.
Линзыбывают различные, ограниченные с одной стороны сферической, а с другой плоскойповерхностью, или вогнуто-выпуклые но наиболее часто применяемые это выпуклые ивогнутые.
Выпуклаялинза преобразует пучок параллельных лучей в сходящийся, собирает его в однуточку. Поэтому выпуклую линзу называют собирающей линзой.
Вогнутаялинза преобразует пучок параллельных лучей в расходящийся. Поэтому вогнутуюлинзу называют рассеивающей линзой.
Мырассмотрели линзы, ограниченные сферическими поверхностями с двух сторон. Ноизготавливают и применяют также линзы, ограниченные с одной сторонысферической, а с другой плоской поверхностью, или вогнуто-выпуклые линзы.Однако, несмотря на это, линзы бывают либо собирающими, либо рассеивающими.Если средняя часть линзы толще, чем ее края, то она собирает лучи, а если тоньше,то рассеивает.
8. Изображения, даваемые линзой
Припомощи линзы можно управлять световыми лучами. Однако при помощи линзы можно нетолько собирать и рассеивать лучи света, но и получать разнообразныеизображения предметов. Именно благодаря этой способности линз они широкоиспользуются в практике. Так линза в кинокамере дает увеличение в сотни раз, ав фотоаппарате также линза дает уменьшенное изображение фотографируемогопредмета.
1.Если предмет находится между линзой и ее фокусом, то его изображение –увеличенное, мнимое, прямое, и расположено оно от линзы дальше чем предмет.
Такоеизображение получают, когда пользуются лупой при сборке часов, чтении мелкоготекста и др.
2.Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы, то линза дает егоувеличенное, перевернутое, действительное изображение; оно расположено подругую сторону от линзы по отношению к предмету, за двойным фокуснымрасстоянием.
Такоеизображение используется в проекционном аппарате, в киноаппарате.
3.Предмет находится за двойным расстоянием линзы.
Вэтом случае линза дает уменьшенное, перевернутое, действительное изображениепредмета, лежащее по другую сторону линзы между ее Фоксом и двойным фокусом.
Такоеизображение используют в фотоаппаратуре.
Линзас более выпуклыми поверхностями преломляет лучи сильнее, чем линза с меньшейкривизной. Поэтому фокусное расстояние более выпуклой линзы меньше чем у менеевыпуклой линзы. Линза, у которой короче фокусное расстояние, создает большееувеличение, чем длиннофокусная линза.
Увеличениепредмета будет тем больше, чем ближе к фокусу находится предмет. Поэтому припомощи линз можно получать изображения с большим и очень большим увеличением.Точно также, можно получать изображения с разным уменьшением.
Литература
1. Свет. Источникисвета.
2. Близорукость идальнозоркость. Очки.
3. Свет. Подредакцией Н.А. Родина