Інформація для вчителів
Застосування
Відбивання в автомобільному дзеркалі
Ми можемо роздивлятися себе в дзеркалі. Але й вода та гладенькі поверхні роблять видимими предмети, які часто лишалися від нас прихованими.
Відбивання світла і особливо закон відбивання належать до основних закономірностей оптики.
Інша інформація для вчителя (1/4)
Попередні знання
Учні мають перед цим опанувати основи прямолінійного поширення світла. Крім того, вони мають уміти позначати кути й вимірювати їх. Істотне значення має поняття перпендикуляра або серединного перпендикуляра.
Принцип
Дослід складається з двох частин. На першому кроці досліджують залежність відбивання на плоскому дзеркалі від кута і дістають закон відбивання з його твердженнями про кут падіння і кут відбивання.
У другій частині досліду непрямим шляхом доводять, що падаючий і відбитий пучки світла та перпендикуляр падіння лежать в одній площині.
Інша інформація для вчителя (2/4)
Навчальна мета
Завдання
Мета цього досліду - дістати закон відбивання експериментально.
У цьому досліді досліджують зв'язок між пучком світла, що падає на плоске дзеркало, і пучком, який воно відкидає. Досліджують також, як треба тримати аркуш паперу, щоб побачити відбитий пучок світла на всій його довжині.
Інша інформація для вчителя (3/4)
Спершу свідомо відмовляються від уведення понять кута падіння, перпендикуляра падіння і кута відбивання. Лише в ході виконання учні знайомляться з цими поняттями як із доцільними. Однак на початку досліду учням слід пояснити, що для дослідження зв'язку між напрямком падаючого і напрямком відкинутого (відбитого) пучка світла доцільно вимірювати й порівнювати кути.
Змінюючи положення однієї половини аркуша, показують, що відбитий пучок світла видно на всій його довжині лише тоді, коли обидві половини аркуша лежать однаково, в одній площині.
Інша інформація для вчителя (4/4)
Вказівки щодо складання та виконання
Цей дослід висуває високі вимоги до експериментальних навичок учня.
Слід зважати на те, що при правильному встановленні кутів падіння, а особливо при зчитуванні кутів відбивання можуть виникати похибки, бо лінією відліку щоразу є перпендикуляр падіння. Тому на початку досліду горизонтальну лінію слід позначити як лінію 0°.
Так само слід стежити за тим, щоб вузький пучок світла з освітлювача потрапляв на дзеркало точно в центрі оптичного диска і щоб дзеркало завжди прилягало до вертикальної лінії.
За ретельного встановлення відхилення менші за 2° .
Оскільки в другій частині досліду учні йдуть незвичним для них шляхом пізнання, цей дослід теж вимогливий. Тому, можливо, варто допомогти їм знайти правильний висновок.
Правила безпеки
- Галогенні лампи при тривалому використанні нагріваються
- Уникай прямого погляду в джерело світла
Інформація для учнів
Мотивація
Предмет і дзеркальне зображення
Відбивання трапляється в багатьох різних ситуаціях і на багатьох предметах.
Але чому предмет і його дзеркальне зображення завжди однаково віддалені? І як виникає таке зображення?
Саме про ці та подібні питання, а також про виведення фізичної закономірності для відбивання йдеться в цьому досліді.
Завдання
Як можна за допомогою дзеркала побачити за ріг будинку?
У цьому досліді досліджують зв'язок між пучком світла, що падає на плоске дзеркало, і пучком, який воно відкидає. Досліджують також, як треба тримати аркуш паперу, щоб побачити відбитий пучок світла на всій його довжині.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 2 | Плоске дзеркало на тримачі, 50 мм x 20 мм | 08318-00 | 1 |
| 3 | Оптичний диск | 09811-00 | 1 |
| 4 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Додаткове обладнання
| Позиція | Обладнання | Кількість |
|---|---|---|
| 1 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
| 2 | Книжка з широким корінцем | 1 |
Складання
Схема досліду
Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).
Виконання (1/3)
Використання оптичного диска
1. Напрямок падаючого і відбитого пучків світла
- Поклади оптичний диск із градусною шкалою на праву половину аркуша паперу. Напиши біля горизонтальної лінії «0°» і познач на своєму аркуші також інші кути, як показано на рисунку.
- Постав дзеркало точно на вертикальну лінію посередині диска. Встав однощілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи.
Виконання (2/3)
Розміщення дзеркала
- Постав освітлювач так, щоб пучок світла потрапляв на дзеркало точно під кутом α 60°. Пучок світла має дуже точно потрапляти в перехрестя ліній на оптичному диску.
- Зчитай відповідний кут β - це кут відбивання. Внеси своє виміряне значення до таблиці в протоколі. Повтори цей дослід для всіх зазначених у таблиці кутів падіння α і ще для трьох кутів на твій вибір. Наостанок спрямуй світло вздовж лінії 0°. Кут падіння тепер α = 0°. Поспостерігай за відбитим пучком світла. Який тепер кут β ? Внеси й це значення до таблиці в протоколі.
Виконання (3/3)
Відбивання на дзеркалі
2. Розташування падаючого і відбитого пучків світла
- Склади аркуш паперу навпіл і поклади його на книжку з широким корінцем. Поклади дзеркало біля нижнього краю аркуша так, щоб воно прилягало до лінії згину і до краю книжки. Спрямуй пучок світла з освітлювача (з однощілинною діафрагмою) на дзеркало так, як показано на рисунку.
- Обережно рухай вільну половину аркуша вгору й униз. Що ти можеш сказати про розташування відбитого пучка світла на всій його довжині в цій половині аркуша? Запиши свої спостереження в протокол.
Протокол
Таблиця
Запиши свої виміряні значення в таблицю.
Таблиця1, 15: Бета:
Кут відбивання в °
Кут падіння в °
15
20
30
45
60
75
Таблиця1, 20: Бета:
Таблиця1, 30: Бета:
Таблиця1, 45: Бета:
Таблиця1, 60: Бета:
Таблиця1, 75: Бета:
Спостереження
Запиши свої спостереження до частини досліду 2. Папір горизонтально: Відбитий пучок світла ____ видно на всій його довжині. Друга половина відігнута вгору: Відбитого пучка світла ____, лише яскрава світлова пляма на краю згину. Друга половина відігнута вниз: Відбитого пучка світла ____.
Завдання 1
Порівняй свої виміряні значення кута відбивання \beta з кутом падіння \alpha пучків світла, що потрапляють на плоске дзеркало. Що ти можеш встановити? Сформулюй речення. Кут між ____ пучком світла і лінією 0° (кут падіння \alpha ) такий самий завбільшки, як кут між ____ пучком світла і лінією 0° (кут відбивання \beta ).
Завдання 2
Як відбивається пучок світла, який потрапляє на дзеркало по лінії 0° (по «перпендикуляру падіння»)? Які в цьому випадку кут падіння \alpha і кут відбивання \beta ? Пучок світла, який потрапляє на дзеркало вздовж ____ (лінія 0°), відбивається сам у себе. ____ становить у цьому випадку ____, ____ - ____.
Завдання 3
За якого положення рухомої половини аркуша (2-га частина досліду) відбитий пучок світла видно найчіткіше і на всій його довжині. ____ ____ видно чітко і на всій його довжині лише тоді, коли ____ лежить цілком ____.
Завдання 4
Який висновок ти можеш зробити з цього про взаємне розташування падаючого і відбитого пучків світла (та перпендикуляра падіння)? ____ і ____ пучки світла (та ____) при відбиванні на плоскому ____ лежать в одній і тій самій ____.
Завдання 5
Опиши на основі вивченого, як можна за допомогою дзеркала побачити за ріг будинку.
Погляд за ріг будинку
Завдання 6
О якій порі доби і за якого положення Сонця видно, як блищать вікна віддаленої будівлі. Чому не в інший час? За дуже низького положення Сонця над горизонтом (____) велика ймовірність, що сонячне світло ____ від віконних поверхонь віддаленої будівлі і його можна сприйняти як мерехтіння. ____ на вікно та ____ перебувають тоді в одній ____.