Інформація для вчителів
Застосування
Відбивання від опуклого дзеркала
Під опуклими дзеркалами розуміють дзеркала, вигнуті назовні. Часто використовують ділянки поверхні куль, на які світло падає ззовні.
Приклад опуклого дзеркала - ялинкова куля. Якщо розглядати дзеркальне зображення в кулі, видно пряме зменшене зображення.
У побуті опуклі дзеркала використовують у дорожньому русі, щоб можна було оглядати більші ділянки.
Інша інформація для вчителя (1/3)
Попередні знання
Учні мають перед цим засвоїти основи прямолінійного поширення світла. Крім того, вони мають знати закон відбивання і вміти його застосовувати. Поняття паралельних променів, фокальних променів і центральних променів мають бути відомі.
Принцип
Опуклі дзеркала мають характерний хід променів. Відбиті світлові промені видаються такими, що йдуть від точки за дзеркалом. Пучки світла, які падають на опукле дзеркало паралельно до оптичної осі, після відбивання йдуть назовні - вони розбігаються. Світлові промені, що падають уздовж оптичної осі, відбиваються самі в себе.
Інша інформація для вчителя (2/3)
Навчальна мета
Завдання
Мета цього досліду - з одного боку, поспостерігати відбивання від опуклого дзеркала і експериментально визначити фокус, а отже й фокусну відстань. З іншого боку, спостерігаючи за вибраним пучком світла, учні мають дійти висновку, що здобутий на плоскому дзеркалі закон відбивання має загальну чинність і тому його можна застосувати й до опуклого дзеркала.
У цьому досліді спостерігають, як світло відбивається від опуклого дзеркала. У першій частині йдеться про експериментальне визначення фокуса і фокусної відстані. У другій частині досліджують залежність відбивання від кута.
Інша інформація для вчителя (3/3)
Вказівки щодо складання та виконання
Як і в дослідах з увігнутим дзеркалом, треба стежити, щоб учень дуже ретельно виконав юстування опуклого дзеркала (середина вигнутої назовні поверхні лежить у точці S оптичної осі) та освітлювача (падіння (середнього) вузького пучка світла вздовж оптичної осі для перевірки правильного положення - «метод 0°»), аби дійти до однозначного і переконливого результату досліду.
За обставин в учнів можуть виникнути труднощі через те, що в опуклому дзеркалі, подібно до плоского, утворюються уявні зображення, і тому відбиті пучки світла доводиться продовжувати назад.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Дзеркала трапляються нам щодня в найрізноманітніших виконаннях. Особливий вид дзеркал - так звані опуклі дзеркала. Це дзеркала, вигнуті назовні.
Приклад опуклого дзеркала - ялинкова куля. Якщо розглядати дзеркальне зображення в кулі, видно пряме зменшене зображення.
У побуті опуклі дзеркала часто використовують у дорожньому русі, щоб можна було оглядати більші ділянки. Наприклад, на крутих поворотах або в місцях із поганим оглядом.
Зображення дорожнього дзеркала
Завдання
Як світло відбивається від опуклого дзеркала?
1. Дослідь відбивання світла від опуклого дзеркала і визнач експериментально як фокус, так і фокусну відстань.
2. Дослідь, під яким кутом вибраний пучок світла відбивається від опуклого дзеркала.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 2 | Металеве дзеркало увігнуто-опукле, хромоване | 09812-00 | 1 |
| 3 | 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 | Лінійка (бл. 30 см) | 1 |
| 2 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
| 3 | Циркуль | 1 |
Складання
Підготовка аркуша DIN A4
Частина досліду 1: відбивання від увігнутого дзеркала
- Підготуй аркуш паперу, як показано ліворуч. Лінія на папері - це оптична вісь, а точка - вершина.
Виконання (1/5)
- Постав опукле дзеркало (конвексне дзеркало) серединою зовнішньої опуклості на точку . Встав п'ятищілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи і постав його на краю паперу приблизно за 10 см від опуклого дзеркала.
- Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).
- Пересувай освітлювач, доки середній із п'яти вузьких пучків світла не піде точно вздовж оптичної осі (олівцевої лінії). Якщо ти юстував ретельно, цей пучок світла відіб'ється сам у себе. За потреби доведеться трохи повернути опукле дзеркало.
Виконання (2/5)
- Перенеси зовнішні обриси опуклого дзеркала на свій аркуш паперу, не зсуваючи його при цьому.
- Що ти можеш сказати про хід зовнішніх пучків світла? Запиши свої спостереження.
- Познач падаючі й відбиті пучки світла; використовуй при цьому різні кольори.
Обриси опуклого дзеркала
Виконання (3/5)
Позначки на опуклому дзеркалі
Вимкни блок живлення і зніми освітлювач та дзеркало з аркуша паперу.
З'єднай позначки, що належать одна одній, так, щоб став видимим хід пучків світла до і після відбивання від опуклого дзеркала.
Продовж відбиті світлові промені назад за дзеркало штриховими прямими.
Познач точку перетину продовжень літерою . Де лежить ця точка перетину?
- Визнач відстань точки від вершини і запиши виміряне значення.
Виконання (4/5)
Складання частини досліду 2
Частина досліду 2: хід вибраних пучків світла після відбивання
- Підготуй другий аркуш паперу так само, як у першій частині досліду. Знову постав опукле дзеркало серединою зовнішньої опуклості на точку S.
- Тепер встав однощілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи і знову увімкни блок живлення (12 В ~).
- Спрямуй вузький пучок світла навскіс на опукле дзеркало точно в точку .
Виконання (5/5)
Позначки пучка світла
- Поспостерігай за пучком світла, відбитим від опуклого дзеркала. Познач хрестиками по два рази хід падаючого і відбитого пучків світла.
Вимкни блок живлення і зніми освітлювач та дзеркало з аркуша паперу.
З'єднай позначки, що належать одна одній, так, щоб став видимим хід пучка світла до і після відбивання від опуклого дзеркала.
Виміряй кут падіння і кут відбивання пучка світла. Запиши свої результати вимірювань.
Протокол
Завдання 1
Питання
Як відбиваються від опуклого дзеркала пучки світла, що падають паралельно до оптичної осі?
Пучки світла, що падають на опукле дзеркало паралельно до оптичної осі, відбиваються так,
Питання
Завдання 2
Питання
Чому пучок світла, що падає вздовж оптичної осі, відбивається сам у себе?
У пучка світла, що падає на опукле дзеркало вздовж оптичної осі, кут падіння, а отже й кут відбивання, дорівнює 0°. Він відбивається сам у себе.
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Подвій циркулем відрізок (1-ша частина досліду) уздовж оптичної осі.
Як ще одну точку перетину ти дістанеш . Побудуй дугу кола навколо M радіусом і порівняй цю дугу кола з обрисом опуклого дзеркала. Що ти можеш встановити?
Питання
Завдання 5
Заповни пропуски в тексті на основі своїх результатів вимірювання кута падіння і кута відбивання для ходу світлового променя, який падає навскіс у вершину S, після відбивання. Кут падіння дорівнює ____. Пучки світла, що падають на опукле дзеркало в напрямку ____ S, відбиваються за законом відбивання, бо опукле дзеркало у вершині S перетинає оптичну вісь ____.
Завдання 6
Питання