Lustra i soczewki

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Lustra i soczewki 460-1030"

Oskar Borkowski
8 lat temu
Przeglądów:

1 IMPORTER: educarium spółka z o.o. ul. Grunwaldzka 207, Bydgoszcz tel. (52) , fax (52) info@educarium.pl portal edukacyjny: sklep internetowy: W celu lepszego zrozumienia światła bardzo waŝne jest przeanalizowanie, jak światło przemieszcza się. Światło rozchodzi się po liniach prostych ze stałą prędkością dla danego materiału. Światło przechodzi przez powietrze z jedną prędkością, ale z inną prędkością przez plastik czy szkło. Następujące eksperymenty zaprezentują dwie podstawowe koncepcje; zastosowanie luster i soczewek. Doświadczenia te moŝna podzielić na 2 róŝne tematy: pierwszy dotyczący odbicia światła i drugi dotyczący załamania światła. Zawartość: - 3 soczewki (1 jednostronnie wklęsła, 1 obustronnie wklęsła, 1 obustronnie wypukła) - 2 lustra (płaskie, elastyczne, wypukłe lub wklęsłe) - plastikowy stojak na lustro - instrukcja ODBICIE ŚWIATŁA Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego jedne przedmioty lepiej widzimy niŝ inne? Jest to spowodowane tym, Ŝe pewne materiały odbijają światło lepiej niŝ inne. Na przykład dobrze odbija światło znak STOP, który widzisz na drodze w nocy. Znak STOP jest tak zaprojektowany, aby odbijać światło z reflektorów samochodu, a więc zostaje on cały rozjaśniony. Aby sprawdzić to, moŝemy podejść do znaku STOP i zobaczyć, czy wygląda tak jasno jak wcześniej, kiedy mijaliśmy go samochodem. Odbicie pojawia się, kiedy energia światła odbija się od obiektu, w który uderza. Obiekty takie jak lustra świetnie odbijają światło. Kąt padania i kąt odbicia Materiały: płaskie lustro, biała kartka papieru, kątomierz, latarka, taśma izolacyjna lub kryjąca. W tym eksperymencie zobaczysz, jak odbija się światło od przedmiotów takich, jak lustro. Jeśli podrzucisz piłkę prosto spadnie na ziemię, jeśli odbijesz prosto wróci do ciebie po linii prostej. Jeśli rzucisz piłkę pod jakimś kątem do ziemi, odbije się od ziemi pod tym samym kątem, ale w przeciwnym kierunku. Światło zachowuje się w ten sam sposób. Kąt padania (kąt, pod którym światło dociera do jakiegoś przedmiotu) jest zawsze równy kątowi odbicia (kąt, pod którym światło odbija się z powrotem). Aby to zademonstrować, naleŝy wziąć latarkę i zakleić ją taśmą tak, aby z przodu zostawić tylko szparkę, przez którą będzie przechodzić światło. Potrzebne jest kilka warstw taśmy, aby dokładnie zatrzymać niechciane światło. Usuń samoprzylepną warstwę z tyłu jednego lustra i przyklej je, mocno dociskając, do płaskiej powierzchni plastikowego stojaka. Teraz, weź płaskie lustro i umieść je na kartce papieru, prosto do góry i na dół

Światło rozchodzi się po liniach prostych ze stałą prędkością dla danego materiału. Światło przechodzi przez powietrze z jedną prędkością, ale z inną prędkością przez plastik czy szkło.

2 i oświetl przez pionową szparę jego powierzchnię. Sprawdź kąt światła, pod jakim dochodzi do lustra, a potem odbija się od jego powierzchni. UŜyj kątomierza do zmierzenia kątów. Przesuń latarkę w inne miejsce i zmierz kąty ponownie. Wykonaj zadanie kilka razy. Lustra wklęsłe i wypukłe Materiały: elastyczne lustro, stojak na lustro, biała kartka papieru, latarka, taśma izolacyjna lub kryjąca. Wklęsłe lustro skupia odbite światło do centralnego punktu. Wypukłe lustro odbija światło daleko od centralnego punktu. Być moŝe najłatwiej wyobrazić sobie wklęsłe lustro jako powierzchnia błyszcząca będąca wewnątrz, a wypukła na zewnątrz. Twoje elastyczne lustro moŝe być zarówno wklęsłe jak i wypukłe w zaleŝności od tego, jak włoŝymy je do stojaka. Wkładamy elastyczne lustro do stojaka, tworząc lustro wklęsłe (wyginamy je do tyłu). Umieszczamy je na białej kartce papieru w pionowej pozycji i oświetlamy latarką. UŜyj latarki w ten sam sposób jak w poprzednim doświadczeniu, z pojedynczą szparką przez którą przechodzi światło. Przesuwaj latarkę z jednej strony na drugą. Jak zachowuje się odbite światło? Wklęsłe Wypukłe Wkładamy elastyczne lustro do stojaka, tworząc lustro wypukłe (wyginamy je do przodu). Umieszczamy je na białej kartce papieru w pionowej pozycji i oświetlamy latarką. UŜyj latarki w ten sam sposób jak 2

Lustra wklęsłe i wypukłe Materiały: elastyczne lustro, stojak na lustro, biała kartka papieru, latarka, taśma izolacyjna lub kryjąca. Wklęsłe lustro skupia odbite światło do centralnego punktu.

3 w poprzednim doświadczeniu, z pojedynczą szparką przez którą przechodzi światło. Przesuwaj latarkę z jednej strony na drugą. Jak zachowuje się odbite światło od tego lustra? Lustro sekretny szyfrograf Materiały: płaskie lustro, elastyczne lustro, stojak na lustro, biała kartka papieru, ołówek. UŜywając sekretu kodowania przez lustro, moŝesz pisać wiadomości do swoich przyjaciół tak, aby nikt inny nie mógł ich przeczytać. Jest to bardzo proste. Przećwicz; umieść płaskie lustro pionowo na kartce papieru i zapisz coś na papierze, ale skup się tylko na obrazie odbitym w lustrze podczas pisania. Kilka razy trzeba to przećwiczyć. Jeśli spojrzysz na papier wszystko jest odwrotnie zapisane, natomiast w lustrze wygląda poprawnie. ZauwaŜ, Ŝe do rozkodowania wiadomości, będzie potrzebne płaskie lustro. Jeśli idzie Ci juŝ dobrze, zapisz sekretną wiadomość przy uŝyciu lustra wklęsłego lub wypukłego. ZAŁAMANIE ŚWIATŁA Czy zauwaŝyłeś, Ŝe kiedy patrzysz na wodę w basenie, basen wydaje się płytszy niŝ jest w rzeczywistości? Jest to przykład załamania światła? Załamanie to ugięcie promienia światła przez róŝne substancje o róŝnej grubości. Kiedy światło przechodzi przez wodę, przemieszcza się w niej z odpowiednią szczególną prędkością. Natomiast w powietrzu przemieszcza się szybciej i jest uginane pod niewielkim kątem. Powoduje to, Ŝe dno basenu widzimy bliŝej powierzchni niŝ to jest realnie. W tym przypadku woda zachowuje się jak szkło powiększające (soczewka wypukła). Soczewki spotykamy kaŝdego dnia w przedmiotach takich, jak teleskopy, mikroskopy czy okulary. Kiedy osoba ma problem z widzeniem przedmiotów znajdujących się daleko, mówi się o niej, Ŝe jest krótkowzroczny. Aby osoba ta widziała lepiej musi nosić okulary z wklęsłymi soczewkami. Kiedy osoba ma problem z widzeniem przedmiotów znajdujących się blisko, mówi się o niej, Ŝe jest dalekowzroczny. Aby osoba ta widziała lepiej musi nosić okulary z wypukłymi soczewkami. W naszym zestawie mamy trzy rodzaje soczewek: obustronnie wklęsła, obustronnie wypukła i jednostronnie wklęsła (czasami nazywana płaskowklęsła). Obustronnie wklęsłe Obustronnie wypukłe Jednostronnie wklęsłe 3

UŜywając sekretu kodowania przez lustro, moŝesz pisać wiadomości do swoich przyjaciół tak, aby nikt inny nie mógł ich przeczytać. Jest to bardzo proste.

4 Soczewki Materiały: jednostronnie wklęsła soczewka, obustronnie wklęsła soczewka, obustronnie wypukła soczewka, biała kartka papieru, latarka i taśma kryjąca lub izolacyjna. W tym eksperymencie będziesz świecił latarką przez wszystkie rodzaje soczewek w zestawie. UŜyj taśmy, aby zakleić latarkę, zostawiając tylko otwór o szerokości ok. 6 mm. Wyłącz światło w pomieszczeniu, gdzie wykonujesz doświadczenie. Umieść soczewkę obustronnie wypukłą płasko na czystej kartce papieru i zaświeć latarkę, kierując strumień światła przez soczewkę. Przesuwaj latarkę z jednej strony na drugą i zobacz, w którym punkcie skupia się wiązka promieni światła. Wykonaj ten sam test z soczewką jednostronnie wklęsłą i następnie z soczewką obustronnie wypukłą. Jeśli moŝesz zauwaŝ, jak światło rozchodzi się. Zwróć uwagę, Ŝe nawet, kiedy obracasz soczewki wkoło, zachowują się one nadal w ten sam sposób. Nie ma znaczenia sposób, w jaki świecisz na soczewkę, światło nadal przechodzi przez tą samą ilość materiału soczewki. Utwórz soczewkę jednostronnie wypukłą przez dopasowanie i połączenie soczewki obustronnie wypukłej i jednostronnie wklęsłej razem. Skieruj światło na tą soczewkę i obserwuj, co się wydarzy. Zbuduj soczewkę za pomocą połączenia razem soczewek obustronnie wklęsłej i obustronnie wypukłej. Jeśli moŝesz dojdź do tego, dlaczego ta wklęsło-wypukła soczewka nie wpływa wcale na kierunek strumienia światła. Świetlny sześciościenny domek Materiały: zestaw soczewek, kartka kolorowego papieru technicznego, noŝyczki, taśma, szklanka, grzebień, 2 kartki białego papieru. UŜyj szablonu dołączonego do instrukcji. Skopiuj szablon na kolorowy papier (im ciemniejszego koloru uŝyjesz, tym lepiej). Jeśli to moŝliwe zwiększ rozmiar szablonu o 150%. Wytnij szablon wzdłuŝ linii ciągłych i zegnij do środka wzdłuŝ przerywanych linii. Zmontuj sześciościenny domek przez złoŝenie ścianek i umocuj taśmą zakładki w odpowiednim miejscu. Nachyl grzebień przeciwnie do wyciętego duŝego okna. Umieść domek na białej kartce papieru w słabo oświetlonym pomieszczeniu i połóŝ latarkę naprzeciw 4

Wyłącz światło w pomieszczeniu, gdzie wykonujesz doświadczenie. Umieść soczewkę obustronnie wypukłą płasko na czystej kartce papieru i zaświeć latarkę, kierując strumień światła przez soczewkę.

5 któregoś z okrągłych okienek. ZaleŜnie od tego, której dziury uŝyjemy i której soczewki, otrzymamy róŝne strumienia światła. Najpierw przetestuj soczewkę-szklankę. Umieść szklankę wody na zewnętrznej stronie przy wielowiązkowej szczelinie. Czy wszystkie promienie światła będą się skupiać w jednym punkcie? Powtórz test z soczewką obustronnie wypukłą przy zewnętrznej stronie układu trzech szczelin. Czy efekt jest podobny czy róŝny? ZauwaŜ, czy promienie światła odwracają się po przejściu przez ognisko. Zasłoń jeden ze strumieni przechodzących przez układ trzech szczelin. Zobacz, gdzie promień znika po przeciwnej stronie domku. 5

Czy wszystkie promienie światła będą się skupiać w jednym punkcie? Powtórz test z soczewką obustronnie wypukłą przy zewnętrznej stronie układu trzech szczelin.

6 6

Podobne dokumenty

Wyznaczanie ogniskowej soczewki za pomocą ławy optycznej

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW LABORATORIUM Z FIZYKI Wyznaczanie ogniskowej soczewki za pomocą ławy optycznej Wstęp Jednym z najprostszych urządzeń optycznych