Урок 2 Відображення світла. Закони відбиття світла. Плоске дзеркало. Поширення світла в різних середовищах. Заломлення світла на межі поділу двох середовищ. Вирішення задач.
Віддзеркалення світла. Закони відбиття світла.
Завдяки відображенню світла все живі організми можуть бачити навколишні предмети. Чорні поверхні ми бачимо завдяки тому, що ці поверхні поглинають все промені, які падають на цю поверхню, червоні - відображають червоні промені, а решта - поглинають.
Вчених давно цікавило, як відбувається відображення світла і закони відображення були відкриті дуже давно.
Проведемо наступний досвід. (Демонструється відображення від плоского дзеркала за допомогою оптичного диска). В результаті учні повинні прийти до висновків, що падаючий промінь, відбиваючись від дзеркала, повертається в ту ж саму середу. Це явище і називається відображенням світла.
Дослідним шляхом встановлюються закони відбиття світла.
Перший закон відбиття світла
Промінь світла направляють на поверхню дзеркала так, щоб промінь лежав в площині дзеркала. Закриваючи чверть диска, де проходить світловий промінь, листом щільного паперу встановлюють, що відбитий промінь є видимим тільки тоді, коли папір щільно притиснута до диска і площину паперу збігається з площиною диска. В результаті спостереження учні повинні переконатися, що падаючий і відбитий промені лежать в одній площині з перпендикуляром до поверхні відображення, проведеним з точки падіння променя.
Другий закон відбиття світла
Пересуваючи джерело світла по краю диска, змінюють напрямок падаючого променя. При цьому кожен раз змінюється напрямок відбитого променя. Необхідно звернути увагу. що кути падіння і відображення при цьому завжди залишаються рівними. Для встановлення зв'язку між падаючим і відбитим променями, учні креслять у зошиті схему досвіду і записують визначення падаючого променя, відбитого і їх рівність між собою.
Оборотність світлових променів
Із законів відбиття світла випливає, що падаючий і відбиті промені оборотні. Якщо в результаті з дослідів з оптичним диском світловий промінь буде падати вздовж прямої, по якій поширювався падаючий промінь, то після відображення він буде поширюватися вздовж прямої по якій проходив падаючий промінь.
Це властивість називається оборотністю світлових променів.
Побудова зображення в плоскому дзеркалі
Дзеркало - дуже звична річ в житті кожної людини. Найбільш часто використовується в житті людини плоске дзеркало.
Дзеркало, поверхня якого є плоскою, називають плоским дзеркалом.
Якщо перед плоским дзеркалом розмістити предмет, наприклад, свічку, то здається, що за дзеркалом розміщений такий же предмет, який ми називаємо зображенням в плоскому дзеркалі.
Відомо, що людина бачить і світилася, якщо промені, що виходять з неї, безпосередньо потрапляю в око. Промені світла (при відображенні від дзеркала, див. Рис.) Не потрапляють безпосередньо в око людини. Разом з тим,
12-д. віддзеркалення світла
Проробимо досвід. На дзеркало, яке лежить на столі, поставимо напіввідчинені книгу. Зверху направимо пучок світла так, щоб він відбивався від дзеркала, але на книгу не потрапляв. У темряві ми побачимо падаючий і відбитий пучки світла. Накриємо тепер дзеркало папером. У цьому випадку ми будемо бачити падаючий пучок, а відбитого пучка не буде. Виходить, що світло від паперу не відбивається?
Придивімося до малюнків уважніше. Зауважте, коли світло падає на дзеркало, текст книги практично не можна прочитати через слабке освітлення. Але коли світло падає на аркуш паперу. текст книги стає видимим набагато виразніше, особливо в нижній своїй частині. Отже, книга висвітлюється сильніше. Але що ж її висвітлює?
При падінні світла на різні поверхні можливі два варіанти. Перший. Пучок світла, що падає на поверхню, відбивається нею також у вигляді пучка. Таке відображення світла називається дзеркальним відображенням. Другий. Пучок світла, що падає на поверхню, відбивається нею у всіх напрямках. Таке відображення світла називають неуважним відбиттям або просто розсіюванням світла.
Дзеркальне відображення виникає на дуже гладких (полірованих) поверхнях. Якщо ж поверхня шорстка, то вона обов'язково буде рассеівть світло. Саме це ми і спостерігали, коли накривали дзеркало аркушем паперу. Вона відображала світло, розсіюючи його по всіляких напрямках, в тому числі і на книгу, висвітлюючи її.
ража поверхні в точці зламу променя (кут b).
При відображенні світла завжди виконуються дві закономірності: Перша. Промінь падаючий, промінь відбитий і перпендикуляр до поверхні, що відбиває в точці зламу променя завжди лежать в одній площині. Друга. Кут падіння дорівнює куту відбиття. Ці два твердження висловлюють суть закону відбиття світла.
На лівому малюнку промені і перпендикуляр до дзеркала чи не лежать в одній площині. На правому малюнку кут відображення не дорівнює куту падіння. Тому таке відображення променів можна отримати на досвіді.
Закон відображення є справедливим як для випадку дзеркального, так і для випадку розсіяного відбиття світла. Звернемося ще раз до креслень на попередній сторінці. Незважаючи на гадану безладність в відображенні променів на правому кресленні, всі вони розташовані так, що кути відображення рівні кутах падіння. Погляньте, шорстку поверхню правого креслення ми "розрізали" на окремі елементи і провели перпендикуляри в точках зламу променів:
Рішення якісних задач
Кут між падаючим променем і дзеркальною поверхнею складає 50 0. Чому дорівнює кут падіння, кут відбиття, кут між падаючим і відбитими променями. У скільки разів кут між падаючим і відбитими променями більше, ніж кут падіння? (Відповідь: 40 0. 40 0. 80 0. в два рази).
Чому дорівнює кут падіння, якщо світловий промінь падає перпендикулярно до дзеркальної поверхні? (Відповідь: 0 0).
Кут падіння збільшився на 20 0. На скільки збільшиться кут між падающі і відбитими променями? (Відповідь: 40 0).
Угале падіння вдвічі більше, ніж кут між відбитим променем і дзеркальному поверхнею. Чому дорівнює кут падіння? (Відповідь: 30 0).
ПЕРЕВІР СЕБЕ - Закріплення нового матеріалу
Сформулюйте закон відбиття світла.
У чому полягає закон явища відбиття світла?
Який кут називається кутом падіння; відображення?
Яка властивість падаючого і відбитого променя називають оборотним?
Чому іноді днем вікна будинків нам здаються темними. а іноді - світлими?
Якими темними або світлими ми бачимо дорогу і калюжі на ній, якщо вночі при відсутності зовнішнього освітлення включити фари автомобіля?
ОТРАЖЕНИЕ СВІТЛА. (Записати в зошит)
1. Що відбувається при падінні світлових променів при попаданні на кордон розділу двох середовищ?
Потрапляючи на кордон розділу двох середовищ світло частково повертається в першу середу (тобто відбивається) і частково проникає в другу середу, змінюючи при цьому напрямок свого поширення (тобто заломлюється).
2. Що називають відображенням?
Явище, при якому світло, потрапляючи на межу розділу двох середовищ, повертається в першу середу, називається відображенням.
це кут падіння, тобто кут між падаючим променем і перпендикуляром, відновленим в точці падіння променя.
це кут відображення, тобто кут між перпендикуляром, відновленим в точці падіння променя і відбитим променем.
Графічне зображення явища