Інформація для вчителів
Застосування
Обертальна призма
Обертальна призма - це оптична призма. Їх застосовують, наприклад, у призматичних біноклях, щоб проміжні зображення, які об'єктив створює дзеркально переверненими й переверненими згори вниз, поставали перед спостерігачем правильно зорієнтованими та прямими. Для цього, щоправда, потрібні дві обертальні призми, розміщені одна за одною.
Інша інформація для вчителя (1/4)
Попередні знання
Учні мають перед цим засвоїти основи прямолінійного поширення, відбивання та заломлення світла.
Принцип
Вузькі пучки світла, які падають на катет прямокутної призми паралельно до гіпотенузи, міняються місцями у своїй послідовності. Усередині призми пучки світла зазнають повного внутрішнього відбивання на гіпотенузі.
Інша інформація для вчителя (2/4)
Навчальна мета
У цьому досліді учень знайомиться ще з одним окремим випадком заломлення світла в призмі, який має велике значення для технічного застосування (виробництво оптичних приладів). Під час дослідження та пояснення шляху світла при цьому закріплюються знання про закон заломлення, а також про повне внутрішнє відбивання.
Завдання
Учень має розпізнати й зрозуміти можливість застосування прямокутної призми для перевертання світла. Завдання полягає в тому, щоб дослідити хід двох пучків світла при падінні паралельно до гіпотенузи прямокутної призми.
Інша інформація для вчителя (3/4)
Зауваження
Якщо є додаткове приладдя для змішування кольорів, світлофільтрами з його складу (09807-00) можна забарвити шлях світла обох пучків, які падають на призму. Перевертання світла завдяки цьому стає дуже добре помітним.
Оскільки йдеться про ретельне спостереження й позначання шляху світла двох пучків, що перетинаються, цей дослід ставить високі вимоги до вмінь і експериментальних навичок учнів.
Інша інформація для вчителя (4/4)
Вказівки щодо складання та виконання
Ретельно складена установка (падіння світла паралельно до оптичної осі) і сумлінне дотримання вказівок щодо виконання забезпечують найкращий результат досліду. Особливо слід стежити за тим, щоб шорсткий бік призми був повернутий донизу - тоді можна спостерігати й за шляхом світла всередині призми.
Позначання контурів призми в окремих частинах досліду слугує для повного накреслення шляху світла. При цьому в учня можуть виникнути труднощі, бо точно позначити щось усередині призми неможливо. Тому конче потрібно позначити на гіпотенузі призми ті місця, де відбувається повне внутрішнє відбивання.
У цьому досліді свідомо застосовують трищілинну діафрагму, щоб уможливити добре порівняння заломлених і повністю відбитих пучків світла з незаломленим пучком. Цей незаломлений пучок можна також затулити.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Обертальна призма - це відбивна призма, яку використовують для дзеркального відображення переданого зображення відносно осі. Вона міняє при цьому місцями два протилежні боки зображення. Наприклад, такі обертальні призми встановлюють у дзеркальних фотоапаратах, щоб відновити початкову орієнтацію зображення.
Перевертання світла в дзеркальному фотоапараті
Завдання
Дивовижна призма
- Досліди хід двох пучків світла при падінні паралельно до гіпотенузи прямокутної призми.
Схема досліду
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Освітлювач галогенний, 12 В / 20 Вт | 09801-00 | 1 |
| 2 | Модельне тіло, прямокутне | 09810-03 | 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 (прибл. 30 см) | 1 |
| 2 | Білий папір (DIN A4) | 1 |
Складання
- Накресли посередині свого аркуша точно прямокутне перехрестя ліній, як показано праворуч.
- Поклади підготовлений так аркуш паперу перед собою на стіл поперек.
- Поклади прямокутне модельне тіло (шорстким боком донизу) гіпотенузою на горизонтальну лінію перехрестя ліній.
- Обережно познач тонкими олівцевими рисками контури призми.
- Встав трищілинну діафрагму в освітлювач з боку лінзи й постав його з краю аркуша, приблизно за 5 см від катета призми.
Виконання (1/3)
- Під'єднай освітлювач до блока живлення (12 В ~).
- Пересувай освітлювач доти, доки середній пучок світла не проходитиме приблизно за 3 мм від оптичної осі й паралельно до неї. Нижній пучок світла йде незаломленим під гіпотенузою призми.
- Поспостерігай за ходом обох вузьких пучків світла, що падають на призму, - усередині призми й поза нею.
- Щоразу занотовуй свої спостереження.
Виконання (2/3)
- Затули середній пучок світла перед призмою, як показано на рисунку праворуч. Поспостерігай і занотуй свої результати.
Познач двома хрестиками хід пучка світла перед призмою і двома - після неї.
Познач також місце, у якому цей пучок світла потрапляє на гіпотенузу.
Затуляння середнього променя світла
Виконання (3/3)
- Тепер затули верхній пучок світла перед призмою, як показано ліворуч.
- Поспостерігай і занотуй свої результати.
- Познач, як і раніше, хід пучка світла, використавши при цьому інший колір.
Вимкни блок живлення.
Затуляння верхнього променя світла
Протокол
Завдання 1
10°
З'єднай відповідні хрестики так, щоб став видимим хід пучків світла поза призмою, а після відповідного сполучення - і всередині призми.
Питання
Питання
Завдання 2
Питання
Розглянь наступне речення про результат цього досліду:
Вузькі пучки світла, які падають на катет прямокутної призми паралельно до гіпотенузи, міняються місцями у своїй послідовності.
верхній промінь світла затуляють
Завдання 3
Яке явище виникає всередині призми? Заповни пропуски в тексті. Усередині призми вузькі пучки світла на гіпотенузі (межа поділу ____ - ____) зазнають повного ____. ____ при цьому більший за ____ повного внутрішнього відбивання, тож світло вже не ____, а ____.
Завдання 4
Питання
Питання