Pagbuo ng anino at penumbra Ang tuwid ng pagpapalaganap ng liwanag ay nagpapaliwanag sa pagbuo ng anino at penumbra. Kung ang sukat ng pinagmulan ay maliit o kung ang pinagmulan ay matatagpuan sa isang distansya kung ihahambing sa kung saan ang laki ng pinagmulan ay maaaring mapabayaan, isang anino lamang ang makukuha. Ang anino ay isang lugar ng espasyo kung saan hindi naaabot ng liwanag. Kapag malaki ang pinagmumulan ng liwanag o kung malapit ang pinagmumulan sa paksa, nalilikha ang mga hindi matalim na anino (umbra at penumbra).
Paggamit ng laser Sa pang-araw-araw na buhay: CD player, laser printer, barcode reader, mga laser pointer, Sa industriya, ang mga laser ay ginagamit para sa pagputol, hinang at paghihinang ng mga bahagi mula sa iba't ibang materyales, laser marking ng mga pang-industriyang disenyo at pag-ukit ng mga produkto mula sa iba't ibang materyales,
Sa medisina, ang mga laser ay ginagamit bilang mga scalpel na walang dugo at ginagamit sa paggamot ng mga sakit sa mata(katarata, retinal detachment, pagwawasto ng laser vision), sa cosmetology (laser hair removal, paggamot ng vascular at pigmented skin defects, laser peeling, tattoo removal at pekas sa pagtanda), para sa mga layuning militar: bilang isang paraan ng paggabay at pagpuntirya, ang mga pagpipilian ay isinasaalang-alang para sa paglikha ng mga sistema ng pagtatanggol sa labanan na nakabatay sa hangin, dagat at lupa batay sa makapangyarihang mga laser, sa holography para sa paglikha ng mga hologram mismo at pagkuha ng holographic volumetric na imahe,
Manwal ng pisika na "Geometric optics".
Straightness ng light propagation.
Kung ang isang malabo na bagay ay inilagay sa pagitan ng mata at ilang pinagmumulan ng liwanag, hindi natin makikita ang pinagmumulan ng liwanag. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa isang homogenous na daluyan, ang ilaw ay naglalakbay sa mga tuwid na linya.
Ang mga bagay na iluminado ng mga point light source, gaya ng araw, ay naglalagay ng mga anino na malinaw na natukoy. Ang isang pocket flashlight ay gumagawa ng isang makitid na sinag ng liwanag. Sa katunayan, hinuhusgahan natin ang posisyon ng mga bagay sa paligid natin sa kalawakan, na nagpapahiwatig na ang liwanag mula sa bagay ay pumapasok sa ating mata sa mga tuwid na landas. Ang aming oryentasyon sa panlabas na mundo ay ganap na nakabatay sa pagpapalagay ng rectilinear propagation ng liwanag.
Ito ang pagpapalagay na humantong sa ideya ng mga light ray.
Banayad na sinag ay isang tuwid na linya kung saan ang liwanag ay nagpapalaganap. Conventionally, ang ray ay isang makitid na sinag ng liwanag. Kung nakakita tayo ng isang bagay, nangangahulugan ito na ang liwanag ay pumapasok sa ating mata mula sa bawat punto ng bagay. Bagaman sinag ng ilaw lumabas mula sa bawat punto sa lahat ng direksyon, isang makitid na sinag lamang ng mga sinag na ito ang pumapasok sa mata ng nagmamasid. Kung igalaw ng kaunti ng tagamasid ang kanyang ulo sa gilid, kung gayon ang ibang sinag ng mga sinag ay papasok sa kanyang mata mula sa bawat punto ng bagay.
Ang figure ay nagpapakita ng anino na nakuha sa screen kapag ang isang opaque na bola ay iluminado ng isang point source ng liwanag S M. Dahil ang bola ay malabo, hindi ito nagpapadala ng liwanag na bumabagsak dito; Bilang resulta, lumilitaw ang isang anino sa screen. Ang anino na ito ay maaaring makuha sa isang madilim na silid sa pamamagitan ng pag-iilaw sa bola gamit ang isang flashlight.
Tuwid ang batas molinear light propagation : Sa isang homogenous na transparent na daluyan, ang liwanag ay kumakalat sa isang tuwid na linya.
Ang patunay ng batas na ito ay ang pagbuo ng anino at penumbra.
Sa bahay, maaari kang magsagawa ng ilang mga eksperimento upang patunayan ang batas na ito.
Kung nais nating pigilan ang pagpasok ng liwanag mula sa lampara sa mga mata, maaari tayong maglagay ng isang piraso ng papel, isang kamay, o maglagay ng lampshade sa lampara sa pagitan ng lampara at ng mga mata. Kung ang liwanag ay hindi naglalakbay sa mga tuwid na linya, maaari itong lumibot sa balakid at makapasok sa ating mga mata. Halimbawa, hindi mo maaaring "i-block" ang tunog gamit ang iyong kamay; ito ay lilibot sa balakid na ito at maririnig namin ito.
Kaya, ang inilarawan na halimbawa ay nagpapakita na ang liwanag ay hindi yumuko sa paligid ng isang balakid, ngunit nagpapalaganap sa isang tuwid na linya.
Ngayon kumuha tayo ng isang maliit na pinagmumulan ng liwanag, halimbawa isang pocket flashlight S. Ilagay natin ang screen sa ilang distansya mula dito, iyon ay, ang liwanag ay tumama sa bawat punto nito. Kung ang isang opaque na katawan, halimbawa isang bola, ay inilagay sa pagitan ng isang puntong pinagmumulan ng liwanag na S at ng screen, pagkatapos ay sa screen makikita natin ang isang madilim na imahe ng mga balangkas ng katawan na ito - maitim na bilog, dahil may nabuong anino sa likod nito - isang puwang kung saan hindi bumabagsak ang liwanag mula sa pinanggalingan S. Kung ang liwanag ay hindi dumami nang patuwid at ang sinag ay hindi isang tuwid na linya, kung gayon ang anino ay maaaring hindi nabuo o magkakaroon ng iba't ibang hugis at sukat.
Ngunit hindi natin laging nakikita ang malinaw na limitadong anino na nakuha sa inilarawang karanasan sa buhay. Nabuo ang anino na ito dahil gumamit kami ng ilaw na bombilya bilang pinagmumulan ng liwanag, ang mga sukat ng spiral nito ay mas maliit kaysa sa distansya mula dito sa screen.
Kung kukuha tayo bilang isang ilaw na mapagkukunan ng isang malaking lampara, kumpara sa balakid, ang mga sukat ng spiral na kung saan ay maihahambing sa distansya mula dito sa screen, kung gayon ang isang bahagyang iluminado na espasyo ay nabuo din sa paligid ng anino sa screen - penumbra .
Ang pagbuo ng penumbra ay hindi salungat sa batas rectilinear propagation liwanag, ngunit, sa kabaligtaran, kinukumpirma ito. Pagkatapos ng lahat, sa sa kasong ito ang ilaw na pinagmumulan ay hindi maaaring ituring na isang puntong pinagmulan. Binubuo ito ng maraming puntos at bawat isa sa kanila ay naglalabas ng mga sinag. Samakatuwid, may mga lugar sa screen kung saan pumapasok ang liwanag mula sa ilang mga punto ng pinagmulan, ngunit hindi pumapasok mula sa iba. Kaya, ang mga lugar na ito ng screen ay bahagyang iluminado lamang, at ang penumbra ay nabuo doon. Ang gitnang bahagi ng screen ay hindi tumatanggap ng liwanag mula sa anumang punto ng lampara; mayroong kumpletong anino doon.
Malinaw, kung ang ating mata ay nasa lugar ng anino, hindi natin makikita ang pinanggagalingan ng liwanag. Mula sa rehiyon ng penumbra ay makikita natin ang bahagi ng lampara. Ito ang ating naoobserbahan sa panahon ng solar o lunar eclipse.
At ang huling karanasan. Maglagay ng isang piraso ng karton sa mesa at idikit ang dalawang pin dito, ilang sentimetro ang pagitan. Sa pagitan ng mga pin na ito, dumikit ng dalawa o tatlong higit pang mga pin upang, sa pagtingin sa isa sa mga panlabas na pin, makikita mo lamang ito, at ang iba pang mga pin ay nakatago mula sa aming pananaw dito. Kunin ang mga pin, ilapat ang isang ruler sa mga marka sa karton mula sa dalawang panlabas na pin at gumuhit ng isang tuwid na linya. Paano matatagpuan ang mga marka ng iba pang mga pin na may kaugnayan sa linyang ito?
Ang straightness ng light propagation ay ginagamit kapag gumuhit ng mga tuwid na linya sa ibabaw ng lupa at sa ilalim ng lupa sa subway, kapag tinutukoy ang mga distansya sa lupa, sa dagat at sa himpapawid. Kapag ang straightness ng mga produkto sa kahabaan ng linya ng paningin ay kinokontrol, ang straightness ng light propagation ay muling ginagamit.
Malamang na ang mismong konsepto ng isang tuwid na linya ay nagmula sa ideya ng rectilinear propagation ng liwanag.
optika8.narod.ru
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag
Ang liwanag ay kumakalat sa isang tuwid na linya sa isang homogenous na daluyan. Ang patunay ng batas ay ang pagbuo ng anino at penumbra.
Batas ng pagsasarili ng mga light ray
Ang pagpapalaganap ng mga light ray sa daluyan ay nangyayari nang nakapag-iisa sa bawat isa.
Ang sinag ng insidente, ang sinasalamin na sinag at ang patayo sa punto ng insidente ay nasa parehong eroplano. Anggulo ng saklaw katumbas ng anggulo mga pagmuni-muni.
Ang insidente at refracted ray ay nasa parehong eroplano na may patayo sa punto ng saklaw sa hangganan. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang ibinigay na media.
Kapag ang liwanag ay pumasa mula sa isang optically denser medium (na may mataas na refractive index) patungo sa isang optically less dense medium, simula sa isang partikular na anggulo ng incidence ay walang refracted ray. Ang kababalaghan ay tinatawag na kumpletong pagmuni-muni. Ang pinakamaliit na anggulo kung saan nagsisimula ang kabuuang pagmuni-muni ay tinatawag nililimitahan ang anggulo ng kabuuang pagmuni-muni. Sa lahat ng malalaking anggulo ng saklaw ay walang refracted wave.
a) umiiral ang refracted ray; b) nililimitahan ang anggulo ng pagmuni-muni; c) walang refracted ray;
Kapag ang mga sinag ng iba't ibang wavelength ay dumaan sa isang prisma, sila ay pinalihis ng iba't ibang anggulo. Kababalaghan mga pagkakaiba-iba ay nauugnay sa pag-asa ng refractive index ng medium sa dalas ng pagpapalaganap ng radiation.
Ang phenomenon ng dispersion ay humahantong sa pagbuo ng isang bahaghari dahil sa repraksyon sinag ng araw sa pinakamaliit na patak ng tubig sa panahon ng ulan.
Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag ay nagpapaliwanag sa pagbuo ng mga anino
- kapag ikawnaglalaromagtago at maghanap o hayaan" sinag ng araw", kung gayon, nang hindi pinaghihinalaan ito, ginagamit mo ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Alamin natin kung ano ang batas na ito at kung anong phenomena ang ipinapaliwanag nito.
1. Pag-aaral na makilala ang pagitan ng isang matchmaker beam at isang matchmaker beam
Upang obserbahan ang mga light beam hindi namin kailangan ng anumang espesyal na kagamitan (Larawan 3.12).
Ito ay sapat na, halimbawa, upang maluwag na ilipat ang mga kurtina sa silid sa isang malinaw na maaraw na araw, upang buksan ang pinto mula sa isang maliwanag na silid patungo sa isang madilim na koridor, o upang i-on ang isang flashlight sa dilim.
kanin. 3. 12. Sa mga maulap na araw, ang mga sinag ng sikat ng araw ay lumalampas sa mga hiwa sa mga ulap
Sa unang kaso, ang mga sinag ng liwanag ay pumapasok sa silid sa pamamagitan ng puwang sa pagitan ng mga kurtina, sa pangalawa ay nahuhulog sila sa sahig sa pamamagitan ng pintuan; sa huling kaso, ang ilaw mula sa bombilya ay nakadirekta sa isang tiyak na direksyon ng reflector ng flashlight. Ang mga sinag ng liwanag sa bawat isa sa mga kasong ito ay bumubuo ng mga maliliwanag na spot ng liwanag sa mga bagay na kanilang pinaiilaw.
SA totoong buhay nakikitungo lamang tayo sa mga sinag ng liwanag, bagaman, nakikita mo, mas nakasanayan nating sabihin: isang sinag ng araw, isang spotlight, isang berdeng sinag, atbp.
Sa katunayan, mula sa punto ng view ng pisika, tama na sabihin: isang sinag ng solar ray, isang sinag ng berdeng sinag, atbp. Ngunit para sa isang eskematiko na representasyon ng mga light beam, ginagamit ang mga light ray (Larawan 3.13) .
- Banayad na sinag- ito ay isang linya na nagpapahiwatig ng direksyon ng pagpapalaganap ng light beam.
kanin. 3.13. Ilustrasyon ng eskematiko mga light beam gamit ang light rays: a - parallel light beam; b - diverging light beam; c - converging light beam
kanin. 3.14. Eksperimento na nagpapakita ng rectilinear propagation ng liwanag
2. Siguraduhin na ang ilaw ay kumakalat sa isang tuwid na linya
Magsagawa tayo ng isang eksperimento. Maglagay tayo sa serye ng isang light source, ilang mga sheet ng karton na may mga bilog na butas (humigit-kumulang 5 mm ang lapad) at isang screen. Ilagay natin ang mga sheet ng karton upang lumitaw ang isang light spot sa screen (Larawan 3.14). Kung kukuha ka na ngayon, halimbawa, isang karayom sa pagniniting at iunat ito sa mga butas, kung gayon ang karayom sa pagniniting ay madaling dumaan sa kanila, ibig sabihin, lalabas na ang mga butas ay matatagpuan sa parehong tuwid na linya.
Ang eksperimentong ito ay nagpapakita ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag, na itinatag noong sinaunang panahon. Ang sinaunang Greek scientist na si Euclid ay sumulat tungkol dito mahigit 2500 taon na ang nakalilipas. Sa pamamagitan ng paraan, sa geometry, ang mga konsepto ng isang ray at isang tuwid na linya ay lumitaw batay sa ideya ng mga light ray.
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag: sa isang transparent na homogenous na medium, ang ilaw ay nagpapalaganap nang rectilinearly.
kanin. 3.15. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang sundial ay batay sa katotohanan na ang anino ng isang patayong lokasyon na bagay na iluminado ng araw ay nagbabago sa haba at lokasyon nito sa buong araw.
kanin. 3.16 Pagbubuo ng isang kumpletong anino O 1 mula sa isang bagay O na iluminado ng isang puntong pinagmumulan ng liwanag S
3. Alamin kung ano ang full shade at partial shade
Ang tuwid ng pagpapalaganap ng liwanag ay maaaring ipaliwanag ang katotohanan na ang anumang opaque na katawan na naiilaw ng isang pinagmumulan ng liwanag ay naglalabas ng anino (Larawan 3.15).
Kung ang pinagmumulan ng ilaw na may kaugnayan sa bagay ay parang punto, kung gayon ang anino ng bagay ay magiging malinaw. Sa kasong ito nagsasalita sila ng isang kumpletong anino (Larawan 3.16).
- Ang isang kumpletong anino ay ang lugar ng espasyo na hindi tumatanggap ng liwanag mula sa isang pinagmumulan ng liwanag.
Kung ang katawan ay iluminado ng ilang mga puntong pinagmumulan ng liwanag o isang pinahabang pinagmulan, pagkatapos ay isang anino na may hindi malinaw na mga contour ay nabuo sa screen. Sa kasong ito, hindi lamang isang buong anino ang nilikha, kundi pati na rin isang penumbra (Larawan 3.17).
- Ang Penumbra ay isang lugar ng kalawakan na iluminado ng ilan sa ilang available na point light source o bahagi ng isang extended source.
Inoobserbahan namin ang pagbuo ng kabuuang anino at penumbra sa isang cosmic scale sa panahon ng mga eclipses ng lunar (Larawan 3.18) at solar (Larawan 3.19). Sa mga lugar ng Earth kung saan bumagsak ang buong anino ng Buwan, isang kabuuang solar eclipse ang sinusunod, sa mga lugar ng penumbra - bahagyang eclipse Araw.
kanin. 3.17. Pagbubuo ng isang buong anino O1 at isang penumbra O2 mula sa isang bagay O na iluminado ng isang pinahabang pinagmumulan ng liwanag S
Sa isang transparent na homogenous na medium, ang liwanag ay naglalakbay sa isang tuwid na linya. Ang linya na nagpapahiwatig ng direksyon ng pagpapalaganap ng isang light beam ay tinatawag na light ray.
Dahil ang liwanag ay naglalakbay sa isang tuwid na linya, ang mga opaque na katawan ay naglalagay ng anino ( buong lilim at penumbra). Ang kumpletong anino ay isang lugar ng espasyo na hindi tumatanggap ng liwanag mula sa (mga) pinagmumulan ng liwanag. Ang Penumbra ay isang lugar ng kalawakan na iluminado ng ilan sa ilang available na point light source o bahagi ng isang extended source.
Sa panahon ng solar at buwanang eclipses, napapansin natin ang pagbuo ng anino at penumbra sa cosmic scale.
1. Ano ang tawag sa light beam?
2. Ano ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag?
3. Anong mga eksperimento ang maaaring gamitin upang patunayan ang linearity ng light propagation?
4. Anong phenomena ang nagpapatunay sa linearity ng light propagation?
5. Sa anong mga kondisyon bubuo lamang ang isang bagay ng buong anino, at sa ilalim ng anong mga kondisyon ito bubuo ng buong anino at bahagyang lilim?
6. Sa anong mga kondisyon nangyayari ang solar at lunar eclipses?
1. Sa panahon ng solar eclipse, ang anino at penumbra ng Buwan ay nabuo sa ibabaw ng Earth (Figure a). Ang mga figure b, c, d ay mga larawan ng solar eclipse na ito na kinuha mula sa iba't ibang mga punto sa Earth. Anong litrato ang kinunan sa point I sa figure a? sa point 2? sa point 3?
2. Ang isang astronaut, na nasa Buwan, ay nagmamasid sa Earth. Ano ang makikita ng isang astronaut sa sandaling ito ay kumpleto na eclipse ng buwan? bahagyang eclipse ng buwan?
3. Paano dapat ilawan ang operating room upang ang anino ng mga kamay ng siruhano ay hindi matakpan ang surgical field?
4. Bakit lumilipad ang eroplano sa mataas na altitude, hindi bumubuo ng anino kahit na sa isang maaraw na araw?
1. Ilagay ang screen sa layong 30-40 cm mula sa nakasinding kandila o table lamp. Maglagay ng lapis nang pahalang sa pagitan ng screen at ng kandila. Sa pamamagitan ng pagbabago ng distansya sa pagitan ng lapis at kandila, obserbahan ang mga pagbabagong nagaganap sa screen. Ilarawan at ipaliwanag ang iyong mga obserbasyon.
2. Magmungkahi ng isang paraan ng paggamit ng mga pin upang suriin kung ang isang linya na iginuhit sa karton ay tuwid.
3. Tumayo malapit sa isang street lamp sa gabi. Tingnang mabuti ang iyong anino. Ipaliwanag ang mga resulta ng iyong obserbasyon.
Kharkovsky Pambansang Unibersidad radio electronics (KhNURE), na itinatag noong 1930, para sa konsentrasyon ng potensyal na siyentipiko, teknikal at siyentipiko-pedagogical sa larangan ng radio electronics, telekomunikasyon, teknolohiya ng impormasyon at ang teknolohiya ng kompyuter ay walang katumbas sa Ukraine at sa mga bansang CIS.
Natatangi siyentipikong resulta ang gawain ng mga siyentipiko sa unibersidad ay nag-ambag sa pagbuo ng dose-dosenang mga bago siyentipikong direksyon, tinitiyak ang priyoridad ng domestic science sa ilang mahahalagang lugar Pambansang ekonomiya at sektor ng depensa. Una sa lahat, ito ay may kinalaman sa pag-aaral ng malapit-Earth space. Salamat sa mga pagsukat na complex na nilikha ng mga siyentipiko sa unibersidad, na walang mga analogue sa mga bansa ng CIS, ang pinaka kumpletong catalog ng mga meteorite na particle sa mundo sa malapit sa Earth space ay naipon, ang high-precision alignment ay isinagawa sa panahon ng paglulunsad ng unang Ukrainian satellite. Ang "Sech-1", isang pandaigdigang modelo ng mga technogenic impurities sa stratosphere at mesosphere ay itinayo sa Earth.
Physics. Ika-7 baitang: Textbook / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Publishing house "Ranok", 2007. - 192 p.: ill.
Kung mayroon kang mga pagwawasto o mungkahi para sa araling ito, mangyaring sumulat sa amin.
Kung gusto mong makakita ng iba pang mga pagsasaayos at mungkahi para sa mga aralin, tumingin dito - Educational Forum.
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Bilis ng liwanag at mga paraan ng pagsukat nito.
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag.
Ang liwanag ay kumakalat sa isang tuwid na linya sa isang homogenous na daluyan.
Ray– bahagi ng isang tuwid na linya na nagpapahiwatig ng direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag. Ang konsepto ng ray ay ipinakilala ni Euclid (ang geometric o ray optics ay isang sangay ng optika na nag-aaral ng mga batas ng pagpapalaganap ng liwanag, batay sa konsepto ng isang sinag, nang hindi isinasaalang-alang ang likas na katangian ng liwanag).
Ang straightness ng light propagation ay nagpapaliwanag sa pagbuo ng anino at penumbra.
Kapag ang laki ng pinagmulan ay maliit (ang pinagmulan ay matatagpuan sa isang distansya kung ihahambing sa kung saan ang laki ng pinagmulan ay maaaring mapabayaan), isang anino lamang ang nakuha (isang rehiyon ng espasyo kung saan ang liwanag ay hindi nahuhulog).
Kapag malaki ang pinagmumulan ng liwanag (o kung malapit ang pinagmulan sa paksa), nalilikha ang mga hindi matalim na anino (umbra at penumbra).
Sa astronomiya - isang paliwanag ng mga eklipse.
Ang mga light beam ay kumakalat nang nakapag-iisa sa bawat isa. Halimbawa, ang pagpasa sa isa sa isa, hindi sila nakakaapekto sa pagpapalaganap ng isa't isa.
Ang mga light beam ay nababaligtad, ibig sabihin, kung papalitan mo ang pinagmumulan ng liwanag at ang larawang nakuha gamit optical system, kung gayon ang kurso ng mga sinag ay hindi magbabago.
Bilis ng liwanag at mga paraan ng pagsukat nito.
Ang mga unang panukala ay iniharap ni Galileo: isang parol at salamin ang inilagay sa tuktok ng dalawang bundok; Ang pag-alam sa distansya sa pagitan ng mga bundok at pagsukat ng oras ng pagpapalaganap, maaari mong kalkulahin ang bilis ng liwanag.
Astronomical na pamamaraan para sa pagsukat ng bilis ng liwanag
Unang isinagawa ng Dane Olaf Roemer noong 1676. Nang ang Earth ay napakalapit sa Jupiter (sa malayo L 1), ang pagitan ng oras sa pagitan ng dalawang pagpapakita ng satellite Io ay naging 42 oras 28 minuto; Kailan lumayo ang Earth sa Jupiter? L 2, nagsimulang lumabas ang satellite mula sa anino ni Jupiter sa loob ng 22 minuto. mamaya. Paliwanag ni Roemer: Ang pagkaantala na ito ay nangyayari dahil sa liwanag na naglalakbay sa isang dagdag na distansya ? l= l 2 – l 1 .
Paraan ng laboratoryo pagsukat ng bilis ng liwanag
Paraan ng Fizeau(1849). Nahuhulog ang liwanag sa isang translucent na plato at makikita ito habang dumadaan ito sa umiikot na gulong ng gear. Ang sinag na sinasalamin mula sa salamin ay makakarating lamang sa tagamasid sa pamamagitan ng pagdaan sa pagitan ng mga ngipin. Kung alam mo ang bilis ng pag-ikot ng gear, ang distansya sa pagitan ng mga ngipin, at ang distansya sa pagitan ng gulong at salamin, maaari mong kalkulahin ang bilis ng liwanag.
Paraan ng Foucault– sa halip na isang gear wheel, isang umiikot na salamin octagonal prism.
s=313,000 km/s.
Sa kasalukuyan, sa halip na mga mekanikal na divider luminous flux Ang mga optoelectronic ay ginagamit (Kerr cell - isang kristal na ang optical transparency ay nag-iiba depende sa magnitude ng electrical voltage).
Maaari mong sukatin ang dalas ng oscillation ng wave at, nang nakapag-iisa, ang wavelength (lalo na maginhawa sa hanay ng radyo), at pagkatapos ay kalkulahin ang bilis ng liwanag gamit ang formula.
Ayon sa modernong data, sa isang vacuum s=(299792456.2 ± 0.8) m/s.
Paglalapat ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag.? Pinhole camera
A. Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag: kasaysayan, pagbabalangkas, aplikasyon.
1. Pagbubuo ng anino at penumbra;
2. Solar eclipse;
3. Lunar eclipse.
"Pinhole camera"
Ang camera obscura ay isang madilim na silid (kahon) na may maliit na butas sa isa sa mga dingding nito kung saan ang liwanag ay tumagos sa silid, bilang isang resulta kung saan posible na makakuha ng mga larawan ng mga panlabas na bagay.
Ang oras kung kailan naimbento ang camera obscura at kung sino ang nagmamay-ari ng ideya ay hindi eksaktong kilala.
Ang mga pagbanggit ng camera obscura ay itinayo noong ika-5 siglo BC. e. — pilosopong Tsino Inilarawan ni Mi Ti ang hitsura ng isang imahe sa dingding ng isang madilim na silid. Ang mga pagbanggit ng camera obscura ay matatagpuan din sa Aristotle.
Ang 10th-century na Arab physicist at mathematician na si Ibn Al-Haytham (Alhazen), habang pinag-aaralan ang camera obscura, ay napagpasyahan na ang pagpapalaganap ng liwanag ay linear. Malamang, si Leonardo da Vinci ang unang gumamit ng camera obscura para sa sketching mula sa buhay.
Noong 1686, nagdisenyo si Johannes Zahn ng isang portable camera obscura na nilagyan ng 45° na salamin at nagpapalabas ng isang imahe sa isang matte, pahalang na plato, na nagpapahintulot sa mga artist na ilipat ang mga landscape sa papel.
Ang pagbuo ng mga pinhole camera ay tumagal ng dalawang landas. Ang unang direksyon ay ang paglikha ng mga portable camera.
Maraming mga artista ang gumamit ng camera obscura upang lumikha ng kanilang mga gawa - mga landscape, portrait, at pang-araw-araw na sketch. Ang camera obscura noong mga panahong iyon ay malalaking kahon na may sistema ng mga salamin upang ilihis ang liwanag.
Kadalasan, sa halip na isang simpleng butas, isang lens ang ginamit, na naging posible upang makabuluhang taasan ang ningning at talas ng imahe.
Sa pag-unlad ng optika, ang mga lente ay naging mas kumplikado, at pagkatapos ng pag-imbento ng mga photosensitive na materyales mga pinhole camera naging camera.
Ang pangalawang direksyon sa pagbuo ng mga pinhole camera ay ang paglikha ng mga espesyal na silid.
Dati at ngayon, ang mga nasabing silid ay ginagamit para sa libangan at edukasyon.
Gayunpaman, kahit ngayon ang ilang mga photographer ay gumagamit ng tinatawag na " steno?py» - mga camera na may maliit na butas sa halip na isang lens. Ang mga imahe na nakuha sa tulong ng naturang mga camera ay nakikilala sa pamamagitan ng isang natatanging malambot na pattern, perpektong linear na pananaw at malaking depth ng field.
Ang mga camera ay naka-install sa mga bubong at i-project ang view mula sa kanila papunta sa naturang "mga plato".
Tingnan ang mga nilalaman ng dokumento
"Lunar at solar eclipses"
Lunar at solar eclipses.
Kapag ang Buwan, habang gumagalaw sa paligid ng mundo, ay ganap o bahagyang nakakubli sa Araw, isang solar eclipse ang nagaganap. Sa panahon ng kabuuang solar eclipse, ang Buwan ay sumasakop sa buong disk ng Araw (ito ay posible dahil sa katotohanan na ang maliwanag na diameter ng Buwan at ng Earth ay pareho). Ang isang kabuuang solar eclipse ay maaaring obserbahan mula sa mga punto sa ibabaw ng mundo kung saan ang kabuuang phase stripe ay dumadaan. Sa magkabilang panig ng kabuuang bahagi ng banda, ang isang bahagyang eclipse ng Araw ay nangyayari, kung saan ang Buwan ay hindi nakakubli sa buong solar disk, ngunit bahagi lamang nito.
Ang isang bahagyang solar eclipse ay naobserbahan mula sa mga lugar sa ibabaw ng mundo na sumasaklaw sa diverging cone ng lunar penumbra.
Isang kabuuang solar eclipse, na maaaring maobserbahan mula sa Russia, ay naganap noong Marso 9, 1997 (Eastern Siberia). Mas madalas mayroong 2 solar at 2 lunar eclipses sa isang taon. Noong 1982 mayroong 7 eclipses - 4 na partial solar at 3 kabuuang lunar.
Hindi lahat ng bagong buwan ay maaaring magkaroon ng solar eclipse, dahil ang eroplano kung saan gumagalaw ang Buwan sa paligid ng Earth ay nakahilig sa eroplano ng ecliptic (ang paggalaw ng Araw) sa isang anggulo na humigit-kumulang limang degree. Sa Moscow, ang susunod na kabuuang solar eclipse ay gaganapin sa Oktubre 16, 2126. Ang kabuuang solar eclipse ay karaniwang tumatagal ng 2-3 minuto. Noong 1999, noong Agosto 11, isang kabuuang solar eclipse ang dumaan sa Crimea at Transcaucasia.
Ang mga solar eclipses ay nagpapatunay sa linear propagation ng liwanag.
Kung ang Buwan, sa panahon ng pag-ikot nito sa paligid ng Earth, ay nahuhulog sa anino ng Earth, pagkatapos ay isang lunar eclipse ang naobserbahan. Sa panahon ng kabuuang lunar eclipse ng Buwan, ang lunar disk ay nananatiling nakikita, ngunit ito ay tumatagal sa karaniwan nitong madilim na pulang kulay. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng repraksyon ng mga sinag sa atmospera ng lupa. Na-refracted sa atmospera ng daigdig, ang solar radiation ay pumapasok sa shadow cone ng daigdig at nag-iilaw sa Buwan.
Ang kabuuang solar eclipse ay makikita sa anino na rehiyon sa Earth. Sa paligid ng anino sa Earth magkakaroon ng penumbra region. Ang isang bahagyang solar eclipse ay makikita sa lokasyong ito sa Earth.
Sa panahon ng kabuuang solar eclipse, mabilis itong dumidilim. Ang temperatura ng hangin ay bumababa, kahit na ang hamog ay lumilitaw, at sa kalangitan ay makikita mo ang itim na disk ng Araw na may kulay abong perlas na korona na nagniningning sa paligid nito.
Sa nakaraan hindi pangkaraniwang hitsura Ang buwan at araw sa panahon ng eclipses ay nakakatakot sa mga tao. Ang mga pari, na alam ang tungkol sa pag-ulit ng mga phenomena na ito, ay ginamit ang mga ito upang sakupin at takutin ang mga tao, na iniuugnay ang mga eklipse sa mga supernatural na puwersa.
Ang liwanag ng araw ay humihina nang labis na kung minsan ay nakikita mo sa kalangitan maliwanag na mga bituin at mga planeta. Maraming halaman ang kulot ng kanilang mga dahon.
Magbigay ng nakasulat na mga sagot sa mga tanong:
1. Pumili mula sa ibinigay na mga pagpipilian sa sagot kung aling mga paggalaw ng Earth at Moon ang alam mo?
Ang Earth ay gumagalaw sa paligid ng axis nito at sa paligid ng Araw.
Ang buwan ay umiikot lamang sa sarili nitong axis.
Ang buwan ay umiikot sa Earth at sa axis nito.
Ang Buwan at Lupa ay umiikot lamang sa Araw.
2. Kung ang Buwan, sa panahon ng paggalaw nito, ay nasa pagitan ng Earth at ng Araw, pagkatapos ay maglalagay ito ng anino sa Earth. Ipagpatuloy ang landas ng mga sinag ng araw at i-sketch ang pagbuo ng mga lugar ng anino at penumbra.
4. Suriin ang guhit na iyong natanggap at ipaliwanag kung bakit, bilang karagdagan sa anino, nabuo din ang penumbra.
5. Hanapin ang pagkakaiba sa pagitan ng kabuuang solar eclipse at bahagyang (gamitin ang diagram na iyong natanggap).
6. Ano ang makikita ng isang tao sa mundo habang nasa lugar ng kabuuang solar eclipse?
7. Batay sa mga naunang sagot, kumpletuhin ang kaisipang: “Nagkakaroon ng solar eclipse kapag. »
8. Anong pattern ng pagpapalaganap ng liwanag ang nagpapaliwanag sa mga solar eclipses?
Tingnan ang nilalaman ng presentasyon
"Aralin Blg. 2"
"Paglalapat ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Pinhole camera"
O liwanag! Isa kang himala ng mga himala at pumukaw ng interes. Higit sa isang beses ay sasakupin mo ang isipan ng mga tao sa iyong teorya.
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag:
Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag ay unang nabuo noong ika-3 siglo. BC. sinaunang Greek scientist na si Euclid. Sa pamamagitan ng straightness ng light propagation, ang ibig niyang sabihin ay ang straightness ng light rays. Si Euclid mismo, gayunpaman, ay nakilala ang mga sinag ng liwanag na may "visual ray" na diumano ay lumabas sa mga mata ng isang tao at, bilang resulta ng "pakiramdam" na mga bagay, pinahintulutan silang makita. Ang puntong ito ng pananaw ay lubos na kalat sa sinaunang mundo. Gayunpaman, nagtanong na si Aristotle: "Kung ang pangitain ay nakasalalay sa liwanag na nagmumula sa mga mata, tulad ng mula sa isang parol, kung gayon bakit hindi tayo makakita sa dilim?" Ngayon alam natin na walang "visual rays", at nakikita natin hindi dahil may mga ray na lumalabas sa ating mga mata, ngunit sa kabaligtaran, dahil ang liwanag mula sa iba't ibang bagay ay pumapasok sa ating mga mata.
Ang liwanag ay kumakalat sa isang tuwid na linya sa kalawakan .
Sa modernong pisika, ang isang liwanag na sinag ay nauunawaan bilang isang medyo makitid na sinag ng liwanag, na sa rehiyon kung saan pinag-aralan ang pagpapalaganap nito ay maaaring ituring na hindi nag-iiba. Ito pisikal na sinag ng ilaw . Meron din mathematical (geometric) ray — ito ang linya kung saan naglalakbay ang liwanag. Ito ang konseptong gagamitin natin.
Dahil ang liwanag ay naglalakbay sa isang tuwid na linya, kapag nakatagpo ito ng mga opaque na bagay, isang anino ang nabuo. Ang lugar kung saan hindi pumapasok ang liwanag ay tinatawag na anino. Kung maliit ang pinagmumulan ng liwanag, mayroon ang anino ng bagay malinaw na mga contour, kung malaki - malabo. Ang paglipat mula sa liwanag hanggang sa anino ay tinatawag na penumbra: Bahagi lamang ng ibinubugbog na liwanag ang nakakarating dito.
Trabaho sa laboratoryo: "Pagbuo ng anino at penumbra"
Target: matutunan kung paano makakuha ng anino at penumbra sa screen.
Kagamitan: 2 kandila, isang bola sa isang stand o anumang opaque na katawan; screen; ilang iba't ibang mga geometric na katawan.
1. Maglagay ng mga kandila sa malayo
5-7 sentimetro mula sa bawat isa. Sa harap nila
ilagay ang bola. Ilagay ito sa likod ng bola
2. Magsindi ng kandila. Sa screen
isang malinaw na anino ng bola ang makikita.
3. Kung sisindihin mo ngayon ang pangalawang lampara,
anino at penumbra ay makikita sa screen.
Lunar at solar eclipse
Si Kozma Prutkov ay may aphorism: "Kung tatanungin ka: ano ang mas kapaki-pakinabang, ang Araw o ang buwan? - sagot: buwan. Sapagkat ang Araw ay sumisikat sa araw, kapag maliwanag na, at ang buwan ay sumisikat sa gabi.” Tama ba si Kozma Prutkov? Bakit?
Pangalanan ang mga pinagmumulan ng ilaw na ginamit mo kapag nagbabasa.
Bakit pinapalitan ng mga driver ang kanilang mga headlight mula sa high beam patungo sa low beam kapag nakikipagkita sa mga sasakyan sa gabi?
Pinainit na bakal at nasusunog kandila ay pinagmumulan ng radiation. Paano naiiba ang radiation na ginawa ng mga device na ito sa bawat isa?
Mula sa sinaunang alamat ng Greek tungkol kay Perseus: “Wala nang hihigit pa sa paglipad ng palaso ang halimaw nang si Perseus ay lumipad nang mataas sa himpapawid. Ang kanyang anino ay nahulog sa dagat, at ang himala ay sumugod sa matinding galit — vische sa anino ng isang bayani. Matapang na sumugod si Perseus mula sa itaas patungo sa halimaw at itinusok ang kanyang hubog na espada nang malalim sa kanyang likod."
Ano ang anino at anong pisikal na batas ang nagpapaliwanag sa pagbuo nito?
Mainit na bola, ginto
Magpapadala ng malaking sinag sa kalawakan,
At isang mahabang kono ng madilim na anino
Isa pang bola ang itatapon sa kalawakan.
Anong katangian ng liwanag ang makikita sa tulang ito ni A. Blok? Anong kababalaghan ang pinag-uusapan sa tula?
Nakatago ang camera tinatawag na isang madilim na silid (kahon) na may isang maliit na butas sa isa sa mga dingding nito, kung saan ang liwanag ay tumagos sa silid, bilang isang resulta kung saan posible na makakuha ng mga larawan ng mga panlabas na bagay.
Kumuha tayo ng kahon ng posporo, gumawa ng maliit na butas sa gitna, kalahating milimetro ang diyametro, maglagay ng papel ng larawan o pelikula para sa camera sa ilalim ng kahon (nang hindi inilalantad) at, itinuro ang lens sa kalye, iwanan ito para sa apat na oras. Buksan natin ito at tingnan kung ano ang mangyayari. Ang mga sinag ay nahuhulog sa paksa, ay makikita mula dito, dumaan sa isang butas sa camera obscura at naitala sa photographic na papel. Kung mas maliit ang butas, mas kaunting mga extraneous ray mula sa bawat punto ng bagay ang makakadaan dito at makikita sa photographic paper. Dahil dito, mas magiging malinaw ang larawan ng inilalarawang bagay. At kung ang butas ay malaki, ang pag-print ng larawan ay hindi gagana - ang papel ay kumikinang lamang. Sa bahagyang mas sopistikado at pinalaki na kahon ng camera, magiging mas malinaw at mas malaki ang laki ng mga photographic print. At maaari mong gawing kumplikado ito tulad nito: kumuha ng isang kahon malalaking sukat, sa gitna ng dingding kung saan matatagpuan ang butas, gupitin ang isang rektanggulo na mga 2-3 cm, ilakip ang foil na may tape sa lugar nito, na dati ay gumawa ng isang maayos na pinhole sa loob nito. Ilagay ang pelikula sa loob ng kahon, sa gilid na katapat ng butas. Mas madaling kumuha ng lumang camera, tanggalin ang lens mula dito, takpan ang butas ng itim na papel o foil at gumawa ng maliit na butas dito. Tandaan lamang na tanggalin ang shutter curtain upang payagan ang liwanag na tumama sa pelikula.
- Ipatupad gawain sa laboratoryo sa isang hiwalay na notebook na may pagbuo ng isang light beam at pagbuo ng isang lugar ng anino at penumbra.
- Ipadala ni e-mail mga sagot sa mga tanong sa paksang “Solar at lunar eclipses.”
- I-email ang iyong mga sagot sa mga tanong sa Test Yourself.
- Gumawa ng camera obscura.
Isaalang-alang natin ang isa pang pang-eksperimentong kumpirmasyon ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Gumawa tayo ng ilang mga eksperimento.
Kunin natin ang isang ordinaryong bombilya bilang pinagmumulan ng liwanag. Sa kanan nito ay magsasabit kami ng bola sa isang sinulid. Kapag nagsasagawa ng eksperimento sa isang madilim na silid, madali nating makita ang anino ng bola sa screen. Bilang karagdagan, sa espasyo sa kanan ng bola magkakaroon ng isang tiyak na lugar kung saan ang mga light ray (light energy) ay hindi tumagos. Ang puwang na ito ay tinatawag na lugar ng anino.
Ngayon, gumamit tayo ng bombilya na may puting salamin na lobo. Makikita natin na ang anino ng bola ay napapalibutan na ngayon ng isang penumbra. At sa puwang sa kanan ng bola mayroong parehong rehiyon ng anino, kung saan ang mga sinag ng liwanag ay hindi tumagos sa lahat, at isang rehiyon ng penumbra, kung saan ang ilang mga sinag lamang na ibinubuga ng lampara ay tumagos.
Bakit lumitaw ang penumbra? Sa unang eksperimento, ang pinagmumulan ng liwanag ay ang spiral ng isang lampara. Mayroon itong maliit (sabi nila: bale-wala) na mga sukat kumpara sa distansya sa bola. Samakatuwid, maaari nating isaalang-alang ang spiral bilang isang puntong pinagmumulan ng liwanag. Sa pangalawang eksperimento, naglabas ng liwanag mula sa isang puting lampara. Hindi na mapabayaan ang laki nito kumpara sa layo ng bola. Samakatuwid, isasaalang-alang namin ang lobo bilang isang pinahabang pinagmumulan ng liwanag. Ang mga sinag ay nagmumula sa bawat isa sa mga punto nito, na ang ilan ay nahuhulog sa rehiyon ng penumbra.
Kaya pareho pisikal na phenomena– ang pagbuo ng anino at ang pagbuo ng penumbra ay pang-eksperimentong kumpirmasyon ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag.
Mga pangunahing batas geometric na optika kilala mula noong sinaunang panahon. Kaya, itinatag ni Plato (430 BC) ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag. Ang mga treatise ni Euclid ay bumalangkas ng batas ng rectilinear propagation ng liwanag at ang batas ng pagkakapantay-pantay ng mga anggulo ng saklaw at pagmuni-muni. Pinag-aralan nina Aristotle at Ptolemy ang repraksyon ng liwanag. Ngunit ang eksaktong mga salita ng mga ito mga batas ng geometric na optika Hindi ito mahanap ng mga pilosopong Griyego.
Geometric na optika ay ang limitasyon ng kaso ng wave optika, kapag ang wavelength ng liwanag ay may posibilidad na zero.
Protozoa optical phenomena, tulad ng hitsura ng mga anino at ang paggawa ng mga imahe sa mga optical na instrumento, ay mauunawaan sa loob ng balangkas ng geometric na optika.
Ang pormal na pagtatayo ng geometric na optika ay batay sa apat na batas , itinatag empirically:
· batas ng rectilinear propagation ng liwanag;
· ang batas ng pagsasarili ng mga light ray;
· batas ng pagmuni-muni;
· batas ng light refraction.
Upang pag-aralan ang mga batas na ito, iminungkahi ni H. Huygens ang isang simple at visual na paraan, na tinawag na kalaunan Prinsipyo ni Huygens .
Ang bawat punto kung saan nararating ang magaan na paggulo ay ,sa turn nito, sentro ng pangalawang alon;ang ibabaw na bumabalot sa mga pangalawang alon na ito sa isang tiyak na sandali sa oras ay nagpapahiwatig ng posisyon ng harap ng aktwal na nagpapalaganap na alon sa sandaling iyon.
Batay sa kanyang pamamaraan, ipinaliwanag ni Huygens straightness ng light propagation At Inilabas mga batas ng pagmuni-muni At repraksyon .
Batas ng rectilinear propagation ng liwanag :
· ang ilaw ay kumakalat nang rectilinearly sa isang optically homogenous na medium.
Ang patunay ng batas na ito ay ang pagkakaroon ng mga anino na may matalim na hangganan mula sa mga opaque na bagay kapag iniilaw ng maliliit na mapagkukunan.
Ang maingat na mga eksperimento ay nagpakita, gayunpaman, na ang batas na ito ay nilalabag kung ang liwanag ay dumaan sa napakaliit na mga butas, at ang paglihis mula sa tuwid ng pagpapalaganap ay mas malaki, mas maliit ang mga butas.
Ang anino na inihagis ng isang bagay ay tinutukoy ng tuwid ng liwanag na sinag sa optically homogenous media.
Astronomical na paglalarawan rectilinear propagation ng liwanag at, sa partikular, ang pagbuo ng umbra at penumbra ay maaaring sanhi ng pagtatabing ng ilang mga planeta ng iba, halimbawa eclipse ng buwan , kapag bumagsak ang Buwan sa anino ng Earth (Larawan 7.1). Dahil sa magkaparehong paggalaw ng Buwan at ng Earth, ang anino ng Earth ay gumagalaw sa ibabaw ng Buwan, at ang lunar eclipse ay dumadaan sa ilang mga partial phase (Larawan 7.2).
Batas ng pagsasarili ng mga light beam :
· ang epekto na ginawa ng isang indibidwal na sinag ay hindi nakasalalay sa kung,kung ang ibang mga bundle ay kumikilos nang sabay-sabay o kung ang mga ito ay inalis.
Sa pamamagitan ng paghahati sa light flux sa magkakahiwalay na light beam (halimbawa, gamit ang diaphragms), maipapakita na ang pagkilos ng mga napiling light beam ay independyente.
Batas ng Pagninilay (Larawan 7.3):
· ang sinasalamin na sinag ay namamalagi sa parehong eroplano bilang ang sinag ng insidente at ang patayo,iginuhit sa interface sa pagitan ng dalawang media sa punto ng epekto;
· anggulo ng saklawα katumbas ng anggulo ng repleksyonγ: α = γ
kanin. 7.3 Fig. 7.4
Upang makuha ang batas ng pagmuni-muni Gamitin natin ang prinsipyo ni Huygens. Ipagpalagay natin na ang isang eroplanong wave (wave front AB sa bilis Sa, ay nahuhulog sa interface sa pagitan ng dalawang media (Larawan 7.4). Kapag ang harap ng alon AB ay maaabot ang sumasalamin na ibabaw sa punto A, ang puntong ito ay magsisimulang magningning pangalawang alon .
Para ang alon ay maglakbay ng malayo Araw kinakailangang oras Δ t = B.C./ υ . Sa parehong oras, ang harap ng pangalawang alon ay aabot sa mga punto ng hemisphere, ang radius AD na katumbas ng: υ Δ t= araw. Ang posisyon ng sinasalamin na harap ng alon sa oras na ito, alinsunod sa prinsipyo ni Huygens, ay ibinibigay ng eroplano DC, at ang direksyon ng pagpapalaganap ng alon na ito ay sinag II. Mula sa pagkakapantay-pantay ng mga tatsulok ABC At ADC umaagos palabas batas ng pagmuni-muni: anggulo ng saklawα katumbas ng anggulo ng repleksyon γ .
Batas ng repraksyon (Batas ni Snell) (Larawan 7.5):
· ang incident ray, ang refracted ray at ang perpendicular na iginuhit sa interface sa punto ng insidente ay nasa parehong eroplano;
· ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga para sa ibinigay na media.
kanin. 7.5 Fig. 7.6
Pinagmulan ng batas ng repraksyon. Ipagpalagay natin na ang isang eroplanong wave (wave front AB), nagpapalaganap sa vacuum kasama ang direksyon I sa bilis Sa, ay bumaba sa interface na may medium kung saan ang bilis ng pagpapalaganap nito ay katumbas ng u(Larawan 7.6).
Hayaan ang oras na kinuha ng alon upang maglakbay sa landas Araw, katumbas ng D t. Pagkatapos BC = s D t. Sa parehong oras, ang harap ng alon ay nasasabik sa punto A sa isang kapaligiran na may bilis u, aabot sa mga punto ng hemisphere na ang radius AD = u D t. Ang posisyon ng refracted wave front sa sandaling ito sa oras, alinsunod sa prinsipyo ni Huygens, ay ibinibigay ng eroplano DC, at ang direksyon ng pagpapalaganap nito - sa pamamagitan ng sinag III . Mula sa Fig. 7.6 ito ay malinaw na
ito ay nagpapahiwatig Batas ni Snell :
Ang isang bahagyang naiibang pagbabalangkas ng batas ng pagpapalaganap ng liwanag ay ibinigay ng Pranses na matematiko at pisisista na si P. Fermat.
Pisikal na pananaliksik karamihan ay nauugnay sa optika, kung saan itinatag niya noong 1662 ang pangunahing prinsipyo ng geometric na optika (prinsipyo ni Fermat). Ang pagkakatulad sa pagitan ng prinsipyo ng Fermat at ang pagkakaiba-iba ng mga prinsipyo ng mekanika ay may mahalagang papel sa pag-unlad modernong dynamics at teorya ng optical instruments.
Ayon kay Prinsipyo ni Fermat , kumakalat ang liwanag sa pagitan ng dalawang punto sa isang landas na nangangailangan hindi bababa sa oras.
Ipakita natin ang aplikasyon ng prinsipyong ito sa paglutas ng parehong problema ng light refraction.
Sinag mula sa pinagmumulan ng liwanag S na matatagpuan sa isang vacuum ay napupunta sa punto SA, na matatagpuan sa ilang medium na lampas sa interface (Larawan 7.7).
Sa bawat kapaligiran ang pinakamaikling landas ay magiging tuwid S.A. At AB. Lubusang paghinto A katangian sa pamamagitan ng distansya x mula sa patayo na bumaba mula sa pinagmulan hanggang sa interface. Tukuyin natin ang oras na ginugol sa paglalakbay sa landas SAB:
.
Upang mahanap ang pinakamababa, makikita natin ang unang derivative ng τ na may paggalang sa X at itakda ito katumbas ng zero:
mula dito dumating tayo sa parehong expression na nakuha batay sa prinsipyo ni Huygens: .
Ang prinsipyo ni Fermat ay nagpapanatili ng kahalagahan nito hanggang sa araw na ito at nagsilbing batayan para sa pangkalahatang pagbabalangkas ng mga batas ng mekanika (kabilang ang teorya ng relativity at quantum mechanics).
Maraming mga kahihinatnan ang sumusunod mula sa prinsipyo ni Fermat.
Reversibility ng light rays : kung baligtarin mo ang sinag III (Larawan 7.7), na nagiging sanhi upang mahulog ito sa interface sa isang angguloβ, pagkatapos ay ang refracted ray sa unang daluyan ay magpapalaganap sa isang anggulo α, i.e. pupunta sa magkasalungat na daan kasama ang sinag ako .
Ang isa pang halimbawa ay isang mirage , na madalas na sinusunod ng mga manlalakbay sa mainit na kalsada. May nakikita silang oasis sa unahan, ngunit pagdating nila doon, buhangin ang paligid. Ang kakanyahan ay na sa kasong ito nakikita natin ang liwanag na dumadaan sa buhangin. Ang hangin ay napakainit sa itaas ng kalsada mismo, at sa loob itaas na mga layer mas malamig. Ang mainit na hangin, na lumalawak, ay nagiging mas bihira at ang bilis ng liwanag sa loob nito ay mas malaki kaysa sa malamig na hangin. Samakatuwid, ang ilaw ay hindi naglalakbay sa isang tuwid na linya, ngunit kasama ang isang tilapon na may pinakamaikling oras, na nagiging mainit na mga layer ng hangin.
Kung galing ang liwanag mataas na refractive index media (optically mas siksik) sa isang daluyan na may mas mababang refractive index (hindi gaanong siksik)( > ) , halimbawa, mula sa salamin patungo sa hangin, pagkatapos, ayon sa batas ng repraksyon, ang refracted ray ay lumalayo sa normal at ang anggulo ng repraksyon β ay mas malaki kaysa sa anggulo ng saklaw α (Larawan 7.8 A).
Habang tumataas ang anggulo ng saklaw, tumataas ang anggulo ng repraksyon (Larawan 7.8 b, V), hanggang sa isang tiyak na anggulo ng saklaw () ang anggulo ng repraksyon ay katumbas ng π/2.
Ang anggulo ay tinatawag limitahan ang anggulo . Sa mga anggulo ng saklaw α > ang lahat ng liwanag ng insidente ay ganap na naipapakita (Larawan 7.8 G).
· Habang papalapit ang anggulo ng saklaw sa nililimitahan, bumababa ang intensity ng refracted beam, at tumataas ang intensity ng reflected beam.
· Kung , kung gayon ang intensity ng refracted beam ay magiging zero, at ang intensity ng reflected beam ay katumbas ng intensity ng insidente ng isa (Fig. 7.8 G).
· Sa gayon,sa mga anggulo ng saklaw mula hanggang π/2,ang sinag ay hindi refracted,at ganap na makikita sa unang Miyerkules,Bukod dito, ang intensity ng sinasalamin at insidente ray ay pareho. Ang kababalaghang ito ay tinatawag kumpletong pagmuni-muni.
Ang anggulo ng limitasyon ay tinutukoy mula sa formula:
;
.
Ang phenomenon ng kabuuang reflection ay ginagamit sa total reflection prisms (Larawan 7.9).
Ang refractive index ng salamin ay n » 1.5, samakatuwid ang paglilimita ng anggulo para sa glass-air interface = arcsin (1/1.5) = 42°.
Kapag bumagsak ang liwanag sa glass-air interface sa α > Ang 42° ay palaging magiging kabuuang pagmuni-muni.
Sa Fig. 7.9 Ang kabuuang reflection prism ay ipinapakita, na nagbibigay-daan sa:
a) paikutin ang beam 90°;
b) paikutin ang imahe;
c) balutin ang mga sinag.
Ang kabuuang reflection prism ay ginagamit sa mga optical na instrumento (halimbawa, sa mga binocular, periscope), pati na rin sa mga refractometer, na ginagawang posible upang matukoy ang mga refractive index ng mga katawan (ayon sa batas ng repraksyon, sa pamamagitan ng pagsukat, tinutukoy namin kamag-anak na tagapagpahiwatig refractive index ng dalawang media, pati na rin ang absolute refractive index ng isa sa media, kung kilala ang refractive index ng pangalawang medium).
Ginagamit din ang phenomenon ng kabuuang pagmuni-muni sa magaan na gabay , na mga manipis, random na hubog na mga thread (fibers) na gawa sa optically transparent na materyal.
Ang mga bahagi ng hibla ay gumagamit ng glass fiber, ang light-guiding core (core) na napapalibutan ng salamin - isang shell ng isa pang salamin na may mas mababang refractive index. Banayad na insidente sa dulo ng light guide sa mga anggulo na mas malaki kaysa sa limitasyon , sumasailalim sa interface ng core-shell kabuuang pagmuni-muni at nagpapalaganap lamang sa kahabaan ng light-guide core.
Ang mga light guide ay ginagamit sa paggawa mga kable ng telegrapo-telepono na may mataas na kapasidad . Ang cable ay binubuo ng daan-daan at libu-libong mga optical fiber na kasing manipis buhok ng tao. Ang cable na ito, ang kapal ng isang ordinaryong lapis, ay maaaring sabay na magpadala ng hanggang walumpung libong mga pag-uusap sa telepono.
Bilang karagdagan, ang mga light guide ay ginagamit sa fiber optic cathode ray tubes, sa electronic counting machine, para sa information coding, sa medisina (halimbawa, gastric diagnostics), at para sa integrated optics na layunin.
1. Ang pagbuo ng penumbra ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkilos...
A. batas ng rectilinear propagation ng liwanag
B. batas ng pagmuni-muni ng liwanag.
B. ang batas ng repraksyon ng liwanag.
G. . ..lahat ng tatlong batas na nakalista.
2. Paano magbabago ang distansya sa pagitan ng isang tao at ng kanyang imahe sa isang patag na salamin kung ang tao ay lalapit sa salamin ng 10 cm?
A. Ito ay bababa ng 20 cm B. Ito ay bababa ng 10 cm.
B. Ito ay bababa ng 5 cm. G. Hindi ito magbabago.
3. Paano magbabago ang anggulo sa pagitan ng insidente ng sinag sa isang patag na salamin at ng sinag mula rito kapag tumaas ng 10° ang anggulo ng saklaw?
A. Tumaas ng 5°. B. Tumaas ng 10°.
B. Tumaas ng 20°. G. Hindi ito magbabago.
4. Ang figure ay nagpapakita ng mga diagram ng landas ng mga sinag sa mata na may mahinang paningin sa malayo at malayong paningin. Alin sa mga scheme na ito ang tumutugma sa kaso ng farsightedness at anong mga lente ang kailangan para sa mga salamin sa kasong ito?
A. 1, scattering. B. 2, scattering.
V. 2, pagkolekta. G. 1, pagkolekta.
A. Nabawasan, totoo. B. Pinalaki, haka-haka.
B. Nabawasan, haka-haka. D. Nadagdagan, totoo.
6. Alin optical instrument karaniwang nagbibigay ng tunay at pinababang imahe?
B. Mikroskopyo. G. Teleskopyo.
7.
A B C D
A. Totoo, baligtad.
B. Totoo, direkta.
B. Imaginary, baligtad.
G. Imaginary, direkta.
9. Ang focal length ng mga lente ay: F1 = 0.25 m, F 2 = 0.05 m, F 3 = 0.1 m, F 4 = 0.2 m.
Aling lens ang may pinakamataas na optical power?
A. 1 B. 3
B. 2 D. 4
1. Ang pagbuo ng anino ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng kilos...
A. ang batas ng repraksyon ng liwanag. B. lahat ng tatlong batas na ito
B. batas ng pagmuni-muni ng liwanag. G. . .. ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag. 2. Paano magbabago ang distansya sa pagitan ng isang tao at ng kanyang imahe sa isang patag na salamin kung ang tao ay lalayo ng 2 m mula sa salamin?
A. Hindi ito magbabago. B. Pagtaas ng 4 m.
B. Bababa ng 2 m. D. Tataas ng 2 m.
3. Paano magbabago ang anggulo sa pagitan ng insidente ng sinag sa isang patag na salamin at ng sinag mula rito kapag ang anggulo ng saklaw ay bumaba ng 20°?
A. Bababa ng 10°. B. Bababa ng 40°.
B. Bumababa ng 20°. G. Hindi ito magbabago.
4. Ang figure ay nagpapakita ng mga diagram ng landas ng mga sinag sa mata na may mahinang paningin sa malayo at malayong paningin. Alin sa mga scheme na ito ang tumutugma sa kaso ng myopia at anong mga lente ang kailangan para sa mga salamin sa kasong ito?
A. 1, pagkolekta. B. 2, pagkolekta.
B. 1, scattering. G.. 2, nakakalat.
5. Anong imahe ang nagagawa ng converging lens kung ang bagay ay nasa likod ng double focus?
A. Pinalaki, haka-haka. B. Nababawasan, totoo.
B. Nabawasan, haka-haka. D. Nadagdagan, totoo.
6. Aling optical instrument ang kadalasang gumagawa ng tunay at pinalaki na imahe?
A. Camera. B. Projector ng pelikula.
B. Teleskopyo. G. Mikroskopyo.
7.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415 13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
A B C D
Ang isang sinag ng liwanag ay bumabagsak mula sa hangin papunta sa ibabaw ng salamin. Aling pigura ang wastong naglalarawan ng mga pagbabagong nagaganap sa sinag?
8. Anong imahe ang nakuha sa retina ng mata?
A. Totoo, direkta.
B. Totoo, baligtad.
B. Imaginary, direkta.
G. Imaginary, baligtad.
9. Ang focal length ng mga lens ay: F1=0.25 m, F 2 =0.5 m, F 3= 1 m, F 4=2 m.
Aling lens ang may pinakamababang optical power?
A. 1 B. 3
B. 2 D. 4