Odraz u krivim ogledalima. Optika

Nedavno smo Vladka i ja bili u Muzeju zabavnih nauka. Među svim raznovrsnim zanimljivostima, pažnju nam je privuklo kriva ogledala.

Dobro znate da gledajući u njih možete vidjeti sebe mršave ili debele, ili čak naopačke. Odlučeno je da napravimo vlastita izobličena ogledala i učimo odrazi krivih ogledala.

Odraz u žlici, kao u izobličenim ogledalima

Još ljetos smo došli do malog otkrića da u svakoj kući postoje ogledala koja iskrivljuju. Ovo su obične kašike! Za istraživanje su odabrani uzorci u rasponu od kašičica do velike kašike, kojom baka miješa džem kada ga skuva.

Ako pogledate svoj odraz u sjajnoj žlici s različitih strana, primijetit ćete da će nas s konveksne strane gledati uobičajeni odraz, ali će sa konkavne strane biti okrenut naopačke! Bilo je to veoma zabavno posmatranje.

Obavezno provjerite svoje kašike, u slučaju da ovo pravilo ne radi za vas. :scratch:

Izrada krivih ogledala vlastitim rukama

Krivo ogledalo nećemo moći da napravimo od običnog ravnog ogledala, ali korišćenjem zrcalnog kartona dobićemo željeni efekat.

Kupili smo folijski karton. Jedno pakovanje je sadržavalo 5 listova različitih boja.

A sada je sve jednostavno.

Uzeli su list kartona i savili ga tako da je konveksna strana bila prema nama, a zatim obrnuto - dalje od nas. Ovdje možete eksperimentirati. U svakom slučaju, takva igra je vrlo zadivljujuća za dijete.

Nekoliko fotografija naših zakrivljenih odraza.

Sljedeći korak je bio rezanje kartona za ogledalo. U jednom slučaju smo napravili kvadrate, a u drugom smo ih izrezali na zrake. Ispostavilo se da je tako zgodan sin.

A evo i fotografija iz Muzeja zabavne nauke. Moj odraz u krivom konkavnom ogledalu.

Efekat je veoma zanimljiv - vitak i naopako.

Zašto se sve ovo izobličenje dešava?

Kada svjetlost dođe u kontakt s površinom ogledala, ona se reflektira. I već smo uspješno proveli eksperimente koji to potvrđuju. Ali smjer reflektirane svjetlosti ovisi o obliku ogledala.

Ako je konveksnost ogledala usmjerena prema van, takvo se ogledalo naziva zakrivljena. U zakrivljenim ogledalima objekti izgledaju rastegnuti.

Ako je konveksnost usmjerena prema unutra, takvo se ogledalo naziva konkavna. Konkavna ogledala vam omogućavaju da vizualno smanjite objekt ili ga čak preokrenite naopako. Zavisi od udaljenosti na kojoj se nalazite od ogledala.

Sjetio sam se i svačijeg omiljenog crtića „Pa, čekaj malo“. Epizodu o sobi za smijeh ćete vjerovatno lako “upaliti” u sjećanju. Šta ako ste sami napravili takvu sobu. Usrećite svoje roditelje i bake i djedove. Iznenadite svoje prijatelje. Žive emocije, vedar smeh i nezaboravno porodično veče su vam zagarantovani.

Ne pomerajte ogledala predaleko. I dalje će vam trebati, a ja ću vam reći i pokazati koje druge zanate možete napraviti kod kuće. Na primjer, napravite periskop, ili možda čak i kaleidoskop vlastitim rukama.

Sretni zanati i eksperimenti.

Sigurno ste bar jednom pogledali u kašiku kao u ogledalo. Ako ne, pronađite najbližu kašiku i pogledajte njenu konkavnu površinu. Vaš odraz će biti naopačke! U ovom članku ćemo pokušati otkriti zašto se to događa. Sve u svemu, kašika je zakrivljeno ogledalo, tako da moramo da naučimo da objasnimo šta vidimo u ogledalima, uključujući ogledala složenih oblika.

Zero ogledala. Počnimo od najjednostavnije stvari: pokušajmo razumjeti kako vidimo objekte. Jednostavno - rečeno glasno: o raznim detaljima i karakteristikama naše vizije može se razgovarati beskonačno. Trebat ćemo samo znati da zrak svjetlosti, reflektiran od predmeta, ulazi u naše oko - zato vidimo ovaj predmet. Ovo je šematski prikazano na slici 1.

Jedno ogledalo. Međutim, zrak može ući u naše oko ne direktno, već tako što se usput reflektuje od ogledala. Ispunjen je sljedeći zakon: upadni ugao jednak je kutu refleksije. To znači da su uglovi označeni na slici 2 jednaki.

Za naše potrebe, bit će zgodnije cijeli ovaj proces zamisliti malo drugačije. Postavimo mentalno na drugu stranu ogledala cijeli svijet iza ogledala, simetričan onom običnom. Tada će ogledalo postati prozor u ovo ogledalo. Zaista, pogledajmo sliku 3: budući da je upadni ugao jednak kutu refleksije, Quantik, gledajući u ogledalo duž snopa AX, vidjet će cvijet u koji počiva reflektirani zrak XB. Ali ako zraka AX prolazio kroz ogledalo kao kroz prozor (odnosno, išao bi dalje duž grede XB′), naleteo bi na simetričan zrcalni cvijet, odnosno Kvantik bi vidio istu stvar.

Jedno nagnuto ogledalo.Šta se dešava ako nagnete ogledalo, na primer, prema sebi? Gdje će onda biti Quantikov dvojnik ogledala (nazovimo ga Kitnavk - ovo je riječ Quantik pročitana unazad)? Upotrijebimo trik: okrenimo ne ogledalo, već Quantik. Na kraju krajeva, sve što nam je važno je relativni položaj Quantika i ogledala. Vidite šta se dešava na sl. 4, A. Sada rotirajmo cijelu sliku, stavljajući Quantik na mjesto (slika 4, b). Kao rezultat toga, Quantik će vidjeti noge ispred sebe, a ne lice Kitnavke.

Ovaj rezultat je lako provjeriti: gledajući u ogledalo, nagnite ga prema sebi - odraz će se podići, nagnite ga od vas - odraz će pasti.

Puno ogledala. Sada postavimo mnogo malih ogledala duž luka kružnice. Već liči na veliku kašiku, zar ne? Prvo, postavimo Quantik u centar ovog kruga. Tada će Kvantik videti svoje lice u sredini svakog ogledala. Uostalom, bez obzira u koje ogledalo pogleda, "zraka njegovog vida" će biti okomita na ogledalo, a ogledalo neće biti nagnuto u odnosu na ovu "zraku vida".

Ako se sada Quantik udalji, tada će u odnosu na nove "zrake vida" gornja ogledala biti nagnuta prema Quantiku, a donja - od njega (vidi sliku 5). Stoga će u središtu gornjeg ogledala Quantik vidjeti noge gornje Kitnavke, a u središtu donjeg ogledala - vrh donje Kitnavkine glave. Ukupno, u ogledalima, odozgo prema dolje, vidljivi su pojedini dijelovi Kitnavke, još ne obrnuti, već redom odozdo prema gore.

Hajde da "zalijepimo" odraze zajedno. Nije tako lako zamisliti šta će Quantik na kraju vidjeti. Hajde da uradimo eksperiment sa nečim jednostavnijim, kao što je trokut. Prvo ga izrežite na četiri dijela, a zatim preklopite ove dijelove obrnutim redoslijedom (slika 6). Rezultat će biti nešto nezgodno. Ali ako napravite najmanje osam dijelova, rezultat će već ličiti na obrnuti trokut. I što je više dijelova u koje smo izrezali trokut, manje je uočljiva hrapavost na slici sastavljenoj unazad.

Isto će se dogoditi i sa Kitnavkom. Quantik će u suštini gledati u mnoge uske proreze, u svakom od kojih je vidljiv komadić Kitnavke. Zajedno će se sklopiti u grubu obrnutu Kitnavku, kao što smo prije imali obrnuti trokut.

Jedno zakrivljeno ogledalo. Sve što treba da uradite je da zamislite da se kašika sastoji od veoma malih ravnih ogledala. Toliko male da se s naše tačke gledišta stapaju u neprekidnu zakrivljenu površinu, a pojedinačne refleksije u svakoj od njih formiraju kontinuiranu obrnutu sliku.

Umetnik Sergey Chub

Priroda refleksije svjetlosti ovisi o smjeru u kojem je zakrivljena površina na koju ona pada. Na primjer, konkavna površina kašike proizvodi obrnute slike, dok njena stražnja strana ispravno odražava slike. Odlučujući faktor u orijentaciji reflektirane slike je oblik reflektora.

Konkavne površine, kao što je unutrašnjost šuplje sfere ili lice kašike, obično proizvode obrnute slike. Konveksne površine, poput vanjske strane kugle ili stražnje strane žlice, održavaju ispravnu orijentaciju slike.

Konkavna ogledala odražavaju paralelne zrake svjetlosti prema unutra, usmjeravajući ih u jednu tačku koja se naziva fokus ili žarište. Na mjestu gdje se slika formira, svjetlosni zraci se ukrštaju. Ako se predmet reflektiran od konkavnog ogledala nalazi bliže ogledalu nego žarišnoj tački, rezultirajuća slika će biti ispravno orijentirana. Ako je objekt iza fokusne tačke, njegov odraz će biti naopako. Što se tiče refleksija koje stvaraju konveksne površine, one su uvijek ispravno orijentirane, jer takve površine uzrokuju divergaciju svjetlosnih zraka. Kao rezultat toga, reflektirane zrake nikada ne prelaze jedna drugu i stoga ne formiraju obrnutu sliku.

Uvećana slika Panda (P") (slika iznad) se pojavljuje u sferičnom konkavnom ogledalu kada se panda (P) nalazi između ogledala i fokusne tačke (F). Slika se formira na preseku reflektovanih zraka.

Kada su paralelne zrake reflektovani od konkavne površine sfernog ogledala, oni se konvergiraju u žarišnoj tački.

Slika ostaje naopako i izgleda normalne veličine kada je panda u središtu sfernog ogledala.

Obrnuta slika smanjuje kako se panda udaljava od centra sfernog ogledala.

Inverted, ali još uvijek uvećana slika se pojavljuje kada je panda između žarišne točke i centra sfere.

Slike u konveksnom ogledalu

Slika koju reflektuje konveksno ogledalo uvek je redukovana i pravilno orijentisana, bez obzira koliko je predmet udaljen. Budući da konveksni retrovizori pružaju šire vidno polje (slika desno) od ravnih retrovizora, pogodni su za upotrebu kao retrovizori u automobilima.

Lica u kašičici

Unutrašnje i vanjske površine žlice djeluju slično kao konkavne i konveksne površine sfernog ogledala. Budući da je žarište unutrašnje površine kašike na maloj udaljenosti od nje, odraz lica će uvijek biti naopako. Konveksna stražnja strana žlice uvijek daje smanjenu sliku s pravilnom orijentacijom.

U dijelu o pitanju Zašto je odraz u žlici naopako? dao autor Particija najbolji odgovor je Činjenica je da polirana površina kašike reflektuje svetlost i stvara slike, poput ogledala. Jedina razlika je što je ogledalo na koje smo navikli ravno, a kašika konveksno-konkavna.
Kašika je sa unutrašnje strane konkavno ogledalo, koje u većini slučajeva preokreće sliku, a spolja je konveksno ogledalo koje formira samo direktne i smanjene slike. Dakle, u konveksnom dijelu se reflektujemo direktno, a u konkavnom dijelu se reflektujemo naopako.
Da bismo razumjeli zašto konkavno ogledalo preokreće sliku, a konveksno ne, sjetimo se što je slika općenito. To su zraci svjetlosti koji ulaze u naše oči. Obrnuta slika je kada je glava ispod, a noge iznad, odnosno kada je gornji zrak postao donji i obrnuto. Da biste dobili obrnutu sliku, morate poslati zrake svjetlosti tako da mijenjaju mjesta. Upravo to radi konkavno ogledalo. Sakuplja svjetlost koja pada na njega "u gomilu" (tj. fokusira svjetlost), a onda zraci jednostavno lete u pravoj liniji.
Konveksno ogledalo ne fokusira zrake, već ih raspršuje u svim smjerovima. Ali gornji zrak ostaje gornji zrak, a slika se ne okreće.

Opštinska obrazovna ustanova

srednja škola

Selo Novaja Bekšanka, opštinski okrug "Bariški okrug"

region Uljanovsk

Istraživački projekat

na temu:

Završeno : Okolnov Victor and

Okolnov Dmitrij,

Učenici 3. razreda.

Menadžeri : Elizarova Olga Nikolaevna,

Iljičev Aleksandar Nikolajevič

2013/2014 akademska godina

Sadržaj.

1 . Sažetak projekta

2.Uvod. Misterija supene kašike.

2. Odraz u žlici.

3.Optički eksperimenti.

4. Napomena. Iz istorije kašike.

5.Upotreba kašike.

6. Zaključak.

7. Spisak referenci.

Anotacija

na istraživački projekat

"Koja je misterija kašike?"

Učenici 3. razreda

Opštinska obrazovna ustanova Srednja škola u selu Novaja Bekšanka

Okolnov Viktor i Okolnov Dmitrij .

Ovo djelo na zanimljiv način govori o nevjerojatnim svojstvima jednog od najpotrebnijih predmeta u domaćinstvu, tajni kašike.

Činjenica je da polirana površina kašike reflektuje svetlost i stvara slike, poput ogledala. Jedina razlika je što je ogledalo na koje smo navikli ravno, a kašika konveksno-konkavna. Kašika je sa unutrašnje strane konkavno ogledalo, koje u većini slučajeva preokreće sliku, a spolja je konveksno ogledalo koje formira samo direktne i smanjene slike. Dakle, u konveksnom dijelu se reflektujemo direktno, a u konkavnom dijelu se reflektujemo naopako. Da bi razumjeli zašto konkavno ogledalo preokreće sliku, a konveksno ne, momci su razvili plan za pronalaženje odgovora na ovo pitanje i razmislili o planu za svoj projekat.

Učenici su pod vodstvom nastavnika fizike izveli nekoliko eksperimenata u kojima su jasno demonstrirali svojstva konkavnih i konveksnih ogledala i sočiva.

Studenti su na pristupačan i razumljiv način izvršili mukotrpno proučavanje konkavnih i konkavnih ogledala. Ciljevi i ciljevi studije su ostvareni.

Šarena prezentacija je završetak istraživačkog projekta i popraćena je velikim foto i video materijalima.

Ovaj istraživački projekat i prezentaciju mogu koristiti nastavnici osnovnih škola kako na časovima životne sredine tako iu vannastavnim aktivnostima.

Voditelji rada: /Elizarova O.N./

_________________ / Ilyichev A.N./

1. Uvod.

Tema našeg rada je “Šta je misterija kašike?” Uzeli smo ovu temu jer je kašika sastavni deo naše svakodnevice.

« Kašika je draga za večeru”, kaže ruska poslovica. I nije uzalud što ova poslovica spominje žlicu, jer je žlica najpraktičniji od svih pribora za jelo. Uprkos činjenici da je kašika dizajnirana za nošenje tečne ili polutekuće hrane, može se koristiti kao viljuška, kao nož i kao kutlača. Neke kašike se uspešno koriste za dekoracijuprostorije. Ili ga možete koristiti kao ogledalo.

Jednog dana, dok smo ručali nakon škole, moj brat i ja smo primijetili neobičnu sliku: jedna strana kašike je uvećavala naš odraz, a druga ga je prevrnula. Zašto se ovo dešava?

Predmet proučavanja : kašika

Predmet istraživanja : učenje tajni svjetlosti i refleksije

Problem : Zašto se osoba ogleda naopako na jednoj strani kašike, a normalno na drugoj?

Istraživačka hipoteza : Pretpostavimo da je ovo tako neobično ogledalo.

Cilj je praktičan : pronađite odgovor na pitanje, naučite o svojstvima refleksije i distorzije svjetlosti, pripremite prezentaciju i recite o tome svojim kolegama iz razreda.

Ciljevi istraživanja :

Potražite informacije u knjigama i na internetu o problemu istraživanja.

Naučite tajne svjetlosti i refleksije.

Pronađite primjenu konkavnih i konveksnih ogledala

Metode istraživanja : analiza, generalizacija, .

Praktični značaj : izrada zanimljivog materijala za drugove iz razreda, izrada knjižice, osmišljavanje prezentacije.

2. Istorija kašike

„Kašika je draga za večeru“, kaže ruska poslovica. I nije uzalud što ova poslovica spominje žlicu, jer je žlica najpraktičniji od svih pribora za jelo. Uprkos činjenici da je kašika dizajnirana za nošenje tečne ili polutekuće hrane, može se koristiti kao viljuška, kao nož i kao kutlača. Neke kašike se uspešno koriste za uređenje sobe. Za ovo se posebno dobro koristi drvene kašike sa slikanjem, ne samo da su veoma lepe, već su i funkcionalne.

Prve kašike nisu bile od kamena, kako bi se moglo pretpostaviti, već od pečene gline, jer im nije bila potrebna snaga, jer se meka hrana tada jela kašikama. Bila je to hemisfera sa drškom. Kasnije su ljudi počeli koristiti različite materijale za izradu kašika. U 15. veku postale su popularne kašike od mesinga i bakra. Aristokrate i kraljevi koristili su kašike od srebra i zlata. Oblik kašike se stalno mijenjao sve dok 1760. nije postao ovalan i jednostavan za korištenje. Danas se pravi ogroman broj različitih kašika - različitih boja, veličina, oblika, od različitih materijala.

3.Odrazi u žlici

Činjenica je da polirana površina kašike reflektuje svetlost i stvara slike, poput ogledala. Jedina razlika je što je ogledalo na koje smo navikli ravno, a kašika konveksno-konkavna. Kašika je sa unutrašnje strane konkavno ogledalo, koje u većini slučajeva preokreće sliku, a spolja je konveksno ogledalo koje formira samo direktne i smanjene slike. Dakle, u konveksnom dijelu se reflektujemo direktno, a u konkavnom dijelu se reflektujemo naopako. Da bismo razumjeli zašto konkavno ogledalo preokreće sliku, a konveksno ne, sjetimo se što je slika općenito. To su zraci svjetlosti koji ulaze u naše oči. Obrnuta slika je kada je glava ispod, a noge iznad, odnosno kada je gornji zrak postao donji i obrnuto. Da biste dobili obrnutu sliku, morate poslati zrake svjetlosti tako da mijenjaju mjesta. Upravo to radi konkavno ogledalo. Sakuplja svjetlost koja pada na njega "u gomilu" (tj. fokusira svjetlost), a onda zraci jednostavno lete u pravoj liniji. Konveksno ogledalo ne fokusira zrake, već ih raspršuje u svim smjerovima. Ali gornji zrak ostaje gornji zrak, a slika se ne okreće.

4.Optički eksperimenti

Laboratorij za fiziku

Radimo sa optičkom opremom

Gradimo obrnutu sliku.

Proučavamo svojstva konveksnih i konkavnih sočiva.

Zabavni optički eksperimenti

kod kuće

CROVE OGLEDALO OD WRAP
Ovih dana se omoti sve više izrađuju od tanke plastične folije. Neki od njih, posebno poklon, imaju posrebrenu reflektirajuću površinu. Vjerovatno ste dobili poklon umotan u takvu foliju za pakovanje. Ako jeste, pitam se šta ste uradili sa omotom za ogledalo?
Iz posrebrenog filma izrežite pravougaonik iste veličine kao i kartica. Pomoću štapića za ljepilo pažljivo zalijepite foliju na karticu: prvo ih savijte i polako, od sredine do ivica, zagladite foliju kako biste se riješili mjehurića zraka. Sačekajte da se ljepilo osuši.

Sada pogledajte posrebrenu karticu. Vidite li svoj odraz u njemu? Jeste li nabavili dobro ogledalo?
Sada pokušajte savijati "ogledalo". Držeći karticu za ivice, savijte je tako da formira konveksno ogledalo. U ovom slučaju, središnji dio kartice treba da gleda u vas. Sada pomaknite ovaj preklop bliže rubu kartice. Sada pogledajte i nasmijte se!

MIRROR ROOM Uređaji i materijali : tri mala pravokutna ogledala, plastelin, mala perla ili igračka, gumeni prstenovi, traka.
Napredak rada
Koristeći traku i gumene prstenove, pričvrstite tri ogledala da formiraju trougao. Postavite perlu ili igračku u središte ove male "soba sa ogledalom". Pogledaj pažljivo u sredinu. šta vidiš? (Vidjet ćete više odraza)

KALEIDOSCOPE

Uređaji i materijali : tri mala pravokutna ogledala, plastelin, obojene prozirne perle ili male igračke, ljepljiva traka, paus papir.
Napredak rada
Koristeći plastelin, pričvrstite tri ogledala kako biste formirali trokut. Koristite paus papir i traku da prekrijete jednu od rupa. Stavite perle i pogledajte slobodni kraj cijevi. šta vidiš? Protresite cijev, šta sad vidite?
(Vidjet ćete višestruke refleksije perli. Međutim, figura koju čine tri ogledala ograničava broj refleksija. Čini se da je svaka slika povezana sa svoja dva susjeda.)

5.Primjena konveksnih i konkavnih ogledala Konkavna ogledala .

Danas se sve češće koriste konkavna ogledala za osvetljenje. IN džepna električna baterijska lampapostoji mala sijalica duga samo nekoliko svijeća. Kada bi slala svoje zrake u svim smjerovima, onda bi takva baterijska lampa bila od male koristi: njena svjetlost ne bi prodirala dalje od jednog ili dva metra. Ali iza sijalice nalazi se malo konkavno ogledalo. Stoga, snop svjetla iz baterijske lampe seče kroz tamu deset metara ispred. Međutim, fenjer ima i malo sočivo ispred sijalice. Ogledalo i sočivo pomažu jedno drugom u stvaranju usmjerenog snopa svjetlosti.

Na isti način su raspoređeni i farovi i reflektori automobila, reflektor plave medicinske lampe, brodski fenjer na vrhu jarbola i fenjer za svjetionik. U centru pažnje sija moćna lučna lampa. Ali kada bi se konkavno ogledalo izvuklo iz reflektora, svetlost lampe bi se besciljno širila na sve strane, ne bi sijala preko sedamdeset kilometara, već samo jedan ili dva...

Posebno složeno lampion za svjetionik. U davna vremena, najmoćniji svjetionik bio je Aleksandrijski svjetionik - posljednje od svjetskih čuda povezanih s imenom Aleksandra Velikog

Engleski naučnik Isak Njutn koristio je konkavno ogledalo u teleskopu. A moderni teleskopi također koriste konkavna ogledala.

Ali one konkavne antene radio teleskopaveoma velikog prečnika od mnogih pojedinačna metalna ogledala.

Konveksna ogledala.

Tako konveksan i neraskidiv ogledala se često mogu vidjeti na gradskim ulicama i javnim mjestima.

Montaža retrovizora na putevima sa ograničenom vidljivošću omogućava vam da zaštitite vozila i ljude. Ovi retrovizori su opremljeni reflektirajućim elementima duž konture i svijetle u mraku, reflektirajući svjetlost farova automobila.

Kupolasta ogledalaza zatvorene prostore su zrcalna hemisfera, sa uglom gledanja od 360 stepeni. U ovom slučaju, ogledalo se montira uglavnom na plafon.
Pregledna ogledalakoristi se i na ulici i u zatvorenom prostoru. Tako, na primjer, u prodavnici pregled pokazuje osoblje koje šta radi u prolazima između polica, a na teškom dijelu parkinga omogućava vlasnicima automobila da izvode manevre bez sudara.

U medicini je najčešće ogledalo frontalni reflektor - konkavno ogledalo s rupom u sredini, dizajnirano da usmjerava uski snop svjetlosti u oko, uho, nos, ždrijelo i larinks. Ogledala različitih dizajna i oblika koriste se i za istraživanja u stomatologiji i hirurgiji. 5. Fotografski materijali.