Властивості увігнутого дзеркала

Схема досліду:

Увігнуте дзеркало

Світло поширюється прямолінійно. Якщо промінь світла потрапляє на відбивний об'єкт, то від нього промінь світла поширюється також прямолінійно.

Кут падіння променя світла на відбивний об'єкт (дзеркало) завжди дорівнює й кутові відбивання цього променя.

В увігнутому дзеркалі поверхня дзеркала вигнута. Радіус, по суті, є не що інше, як рівномірне нанизування багатьох дуже малих прямих, які називають також дотичними. Тому увігнуте дзеркало відбиває промені точно так, як якби плоскі дзеркала були розставлені по дотичній до дуги кола.

Попередні знання

Учні потребують теоретичних попередніх знань про прямолінійне, променеве поширення світла і про те, що об'єкти відбивають промені світла.

Принцип

Слід вивести властивості увігнутого дзеркала

Крім того, тут треба ввести суттєві поняття й продемонструвати ходи променів світла, які особливо придатні для раціональної побудови зображень.

Навчальна мета

Учні мають набути знань про принципи відбивання світла. У цьому досліді увігнуте дзеркало має слугувати для пояснення таких понять, як паралельні промені та вершинні, фокальні й центральні промені.

Завдання

Учні мають спостерігати, як увігнуте дзеркало відбиває різні падаючі промені. І зрозуміти, які умови зумовлюють який саме хід променів.

Зауваження

Щоб виготовити шаблон кола, можна скористатися рисунком із розділу «Складання та виконання».

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Косметичне дзеркало

Ліворуч ви бачите зображення косметичного дзеркала. Дехто з вас напевно вже бачив таке дзеркало вдома в батьків.

Чи звернули ви при цьому увагу, що дзеркало не лише віддзеркалює зображення, а й помітно збільшує його?

Таке косметичне дзеркало - це увігнуте дзеркало; як таке увігнуте дзеркало працює і чому воно збільшує зображення, має вступно пояснити дослід, що лежить в основі.

Рис. 1:

Увігнуте дзеркало з трищілинною діафрагмою

• Накресли оптичну вісь на магнітній дошці
• За допомогою шаблона або циркуля накресли на дошці дугу кола радіусом r = 200 мм
• Постав дзеркало на дугу кола
• Познач центр кола M і вершину S
• Магнітний освітлювач з трищілинною діафрагмою постав так, щоб середній промінь світла йшов уздовж оптичної осі й відбивався сам у себе; за потреби піднастрой дзеркало (рис. 1)
• Познач точку F перетину відбитих променів з оптичною віссю

Рис. 2:

Увігнуте дзеркало з однощілинною діафрагмою

• Встав однощілинну діафрагму в магнітний освітлювач
• Усі описані далі ходи променів накресли - найкраще різними кольорами - настільки, наскільки це можливо
• Спрямуй промінь світла паралельно до оптичної осі (рис. 2: 1)
• Спрямуй промінь світла скісно до оптичної осі так, щоб він потрапив у вершину (рис. 2: 2)
• Спрямуй промінь світла через F (рис. 2: 3)

Рис. 2:

Увігнуте дзеркало з однощілинною діафрагмою

• Спрямуй промінь світла через M (рис. 2: 4)
• Прибери магнітний освітлювач і дзеркало
• Доповни ходи променів на кресленні (рис. 2)
• Виміряй відстані MS і FS

Паралельні промені

до відбивання йдуть паралельно до оптичної осі, а після відбивання - через фокус F увігнутого дзеркала.

Вершинні промені

потрапляють у вершину S увігнутого дзеркала і після відбивання утворюють з оптичною віссю такий самий кут, як і до відбивання.

Фокальні промені

до відбивання проходять через фокус, а після відбивання йдуть паралельно до оптичної осі.