Физика. 9 класс. Барьяхтар

Подводим итоги раздела ІІ «Световые явления»

1. Изучив раздел II, вы узнали, что мы видим окружающий мир благодаря тому, что тела вокруг нас отражают свет или сами являются источниками света.

2. Вы узнали о законах геометрической оптики.

3. Вы ознакомились с опытами И. Ньютона и выяснили, что белый свет состоит из света разных цветов. Свет разных цветов распространяется в вакууме с одинаковой скоростью (с = 3 • 10⁸ м/с), а в среде — с разной.

4. Вы научились строить изображения в плоском зеркале и линзах.

5. Вы ознакомились с оптическими устройствами, в которых используют линзы.

Задания для самопроверки к разделу ІІ «Световые явления»

Задания 1-8 содержат только один правильный ответ.

1. (1 балл) Какое оптическое явление иллюстрирует фотография (рис. 1)?

Рис. 1

• а) отражение света;
• б) поглощение света;
• в) дисперсию света;
• г) преломление света.

2. (1 балл) Какой закон подтверждается существованием солнечных и лунных затмений?

• а) закон отражения света;
• б) закон прямолинейного распространения света;
• в) закон сохранения энергии;
• г) закон преломления света.

3. (1 балл) Каким является изображение предмета в плоском зеркале?

• а) увеличенным действительным;
• б) равным действительным;
• в) уменьшенным мнимым;
• г) равным мнимым.

4. (1 балл) Луч света падает из воздуха на поверхность стеклянной пластины (рис. 2). На каком рисунке правильно указаны все три угла: угол падения α, угол отражения β и угол преломления γ?

Рис. 2

• а) 1;
• б) 2;
• в) 3;
• г) 4.

5. (2 балла) Какая точка (рис. 3) является изображением светящейся точки S в плоском зеркале?

Рис. 3

• а) 1;
• б) 2;
• в) 3;
• г) изображения точки S в зеркале нет.

6. (2 балла) Какова оптическая сила линзы, ход лучей в которой показан на рис. 4?

Рис. 4

• а) -0,04 дптр;
• б) +4 дптр;
• в) +25 дптр;
• г) +50 дптр.

7. (2 балла) Какое у человека нарушение зрения, если он носит очки, нижняя часть которых — выпуклые стекла, а верхняя часть — плоские?

• а) дальнозоркость;
• б) близорукость;
• в) у человека нет нарушений зрения;
• г) определить невозможно.

8. (2 балла) Во время фотографирования на объектив фотоаппарата села муха. Повлияет ли это на снимок, и если повлияет, то как?

• а) не повлияет;
• б) на снимке будет изображение мухи;
• в) снимок будет менее ярким;
• г) снимок будет более ярким.

9. (3 балла) Человек приближается к зеркалу со скоростью 2 м/с. С какой скоростью к человеку приближается его отражение в зеркале?

10. (3 балла) Угол падения луча на зеркальную поверхность равен 70°. Чему равен угол между отраженным лучом и зеркальной поверхностью?

11. (3 балла) Свет падает из воздуха на поверхность прозрачного вещества под углом 45°. Определите абсолютный показатель преломления данного вещества, если преломленный пучок света распространяется под углом 60° к границе раздела сред.

12. (3 балла) Предмет расположен на расстоянии 1 м от собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,5 м. На каком расстоянии от линзы расположено изображение предмета?

13. (3 балла) Установите соответствие между средой и скоростью распространения света в этой среде.

• 1 Алмаз
• 2 Бензин
• 3 Лед
• А 1,24 • 10⁸ м/с
• Б 1,76 • 10⁸ м/с
• В 2,00 • 10⁸ м/с
• Г 2,29 • 10⁸ м/с

14. (4 балла) На рис. 5 показаны главная оптическая ось КМ линзы, предмет АВ и его изображение А₁В₁. Определите тип линзы, ее фокусное расстояние и оптическую силу.

Рис. 5

15. (4 балла) Почему кривизна хрусталика глаза рыбы (рис. 6) больше, чем у человека?

Рис. 6

16. (4 балла) Рассматривая марку с помощью лупы, мальчик видит ее на расстоянии наилучшего зрения увеличенной в 4 раза. На каком расстоянии от глаз мальчик держит лупу, если у него нормальное зрение, а оптическая сила лупы +15 дптр?

Сверьте ваши ответы с приведенными в конце учебника. Отметьте задания, которые вы выполнили правильно, и подсчитайте сумму баллов. Затем эту сумму разделите на три. Полученный результат будет соответствовать уровню ваших учебных достижений.

Тренировочные тестовые задания с компьютерной проверкой вы найдете на электронном образовательном ресурсе «Интерактивное обучение».

Энциклопедическая страница

Новые приемники и источники света

Благодаря достижениям в электронике существенным образом изменились как источники, так и приемники света, стали общедоступными уникальные научные изобретения.

Расспросите ваших дедушек и бабушек о том, как делали фотографии двадцать и более лет тому назад. Оказывается, это была достаточно сложная процедура. Для вас же стало обычным, увидев интересный сюжет, навести камеру мобильного телефона, нажать соответствующую кнопку и мгновенно переслать готовое изображение друзьям.

Приведем еще пример. Об узком направленном пучке света, имеющем уникальные свойства, раньше шла речь только в фантастических произведениях. В наше время лазерный луч применяется настолько широко, что даже самые смелые фантасты прошлого века не могли себе этого представить. Так что, получается, раздел физики под названием «Оптика» безнадежно устарел и вы зря изучали раздел II учебника?

Не будем делать поспешных выводов и рассмотрим некоторые из современных оптических устройств подробнее.

Лазер

Все вы, конечно, видели лазерные шоу в цирке или на эстрадных концертах: тонкие пучки света пронизывают пространство зала, быстро пролетают над головами зрителей. Захватывающее зрелище!

На рисунке представлен один из видов лазеров — газовый. Яркий светящийся «шнур» в стеклянной трубке — это не лазерный луч, а электрический разряд, подобный разряду в лампах дневного света.

Газовый лазер (laser — первые буквы англ. light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света с помощью вынужденного излучения)

Разряд служит для «накачки» рабочего тела (газа внутри стеклянной трубки). Этот процесс заключается в том, что атомы газа постепенно приобретают избыточную энергию от электрического разряда, а затем лавинообразно отдают ее в виде импульса (вспышки) света.

По названию вещества рабочего тела стали классифицировать и сами лазеры: газовые, жидкостные и наиболее удобные для бытовых целей — твердотельные лазеры.

Эстрадные шоу — далеко не единственное применение лазеров. Данные устройства широко используют в медицине, военном деле и др.

Цифровой фотоаппарат

В фотоаппаратах старых конструкций устройством, фиксирующим изображение, была фотопленка. В цифровых фотоаппаратах таким устройством является пластинка, покрытая очень мелкими световыми датчиками (пикселями). Каждый из этих датчиков фиксирует «кусочек» светового потока. Чем меньше размер пикселя, тем более качественное изображение можно получить. Пластинка хорошего фотоаппарата насчитывает 18-20 млн пикселей. Количество пикселей в мобильном телефоне меньше, так как съемка — не основная функция телефона, соответственно и качество снимков хуже.

Микропроцессор фотоаппарата обрабатывает информацию от сенсоров и запоминает ее в виде отдельного файла.

История фотографии насчитывает более 180 лет. При этом и в старых фотоаппаратах, и в самых современных один из важнейших элементов — оптическая система, которая должна обеспечить четкое изображение разных объектов съемки — и вашего приятеля, стоящего совсем рядом, и гор, виднеющихся на горизонте. Так что рано сбрасывать оптику со счетов, конструкторам современных фотоаппаратов и видеокамер она еще наверняка пригодится!

Это интересно

Очень часто создатели современных фильмов сознательно (или из-за недостатка знаний) искажают информацию о возможностях лазеров. Приведем лишь несколько примеров.

Сколько ни дыми, все равно не увидишь. Во многих фильмах для обнаружения охранной сигнализации герои пускают клубы дыма — и лучи лазера становятся видимыми. На самом деле изготовить лазеры, работающие в инфракрасном (невидимом для глаза) диапазоне, намного проще, чем работающие в видимом диапазоне. Именно их и используют в стандартных охранных системах. Инфракрасный луч, сколько его не задымляй, все равно остается невидимым для глаз.

Берегите глаза. Лазеры в фильмах используют для разрезания металлических препятствий (решетки, дверей сейфа и т. п.) — и это соответствует действительности. Вот только авторы фильмов часто забывают о защите героев от отраженных лучей, ведь отражение сверхмощного луча от разрезаемого металла будет тоже достаточно мощным. А значит, как минимум, следует беречь глаза!

Попробуй догони. Иногда создатели фильмов демонстрируют, что процесс распространения луча подобен полету пули. Это, конечно, не так. Скорость пули составляет несколько сотен метров в секунду, поэтому ее полет действительно может быть зарегистрирован с помощью скоростной киносъемки. А вот аналогичным образом проследить за процессом распространения луча света невозможно (напомним, что скорость света огромна — 300 000 км/с).

Ориентировочные темы проектов

• 1. Изготовление простейших оптических приборов и устройств.
• 2. Оптические иллюзии.
• 3. Исследование мощности и КПД искусственных источников света разных типов.
• 4. Вогнутые зеркала: свойства и примеры применения.
• 5. Оптические явления в природе.
• 6. Глаз и зрение.

Темы рефератов и сообщений

• 1. Будущее — за светодиодами.
• 2. Чудо фотосинтеза.
• 3. Миражи: как они возникают и где их можно наблюдать.
• 4. Зачем пешеходу на одежде светоотражающие поверхности. Как светоотражающие поверхности используют автомобилисты.
• 5. Цвет и свет.
• 6. Почему ночью мы почти не различаем цвета.
• 7. Оптическое искусство «Оп-арт» как синтез науки и искусства.
• 8. Нарушения зрения и методы их коррекции с помощью оптических устройств.
• 9. Зрительные тренажеры. Почему и как можно восстановить зрение.
• 10. Оптические приборы в медицине.
• 11. История фотографии.
• 12. Ультрафиолетовое очищение воды.
• 13. Почему мыльные пузыри разноцветные.
• 14. Приборы ночного видения.
• 15. Подзорная труба: история создания, устройство, принцип действия.

Темы экспериментальных исследований

• 1. Изучение законов распространения света с помощью лазерной указки.
• 2. Изучение законов преломления света и связанных с ними оптических эффектов. Оптические фокусы.
• 3. Исследование спектрального состава света с помощью призмы (воспроизведение опытов И. Ньютона).
• 4. Исследование преломляющих свойств собирающей и рассеивающей линз.
• 5. Изготовление оптических устройств (камера-обскура, калейдоскоп).