Фізика. Повторне видання. 9 клас. Бар’яхтар

Підбиваємо підсумки розділу II «Світлові явища»

1. Вивчивши розділ II, ви довідалися, що ми бачимо навколишній світ завдяки тому, що тіла навколо нас відбивають світло або самі є джерелами світла.

2. Ви дізналися про закони поширення світла — закони геометричної оптики.

3. Ви ознайомилися з дослідами І. Ньютона і виявили, що біле світло складається зі світла різних кольорів. Світло різних кольорів у вакуумі поширюється з однаковою швидкістю с = 3 • 10⁸ м/с, а в середовищі — з різною.

4. Ви навчилися будувати зображення в плоскому дзеркалі та лінзах.

5. Ви ознайомилися з оптичними пристроями, в яких застосовують лінзи.

Завдання для самоперевірки до розділу II «Світлові явища»

Завдання 1-8 містять тільки одну правильну відповідь.

1. (1 бал) Яке оптичне явище ілюструє фотографія (рис. 1)?

Рис. 1

• а) відбивання світла;
• б) поглинання світла;
• в) дисперсію світла;
• г) заломлення світла.

2. (1 бал) Який закон підтверджується існуванням сонячних і місячних затемнень?

• а) закон відбивання світла;
• б) закон прямолінійного поширення світла;
• в) закон збереження енергії;
• г) закон заломлення світла.

3. (1 бал) Яким є зображення предмета у плоскому дзеркалі?

• а) збільшеним дійсним;
• б) рівним дійсним;
• в) зменшеним уявним;
• г) рівним уявним.

4. (1 бал) Промінь світла падає з повітря на поверхню скляної пластини (рис. 2). На якому з наведених рисунків правильно зазначено всі три кути: кут падіння α, кут відбивання β і кут заломлення γ?

Рис. 2

• а) 1;
• б) 2;
• в) 3;
• г) 4.

5. (2 бали) Яка точка (рис. 3) є зображенням світної точки S у плоскому дзеркалі?

Рис. 3

• а) 1;
• б) 2;
• в) 3;
• г) зображення в дзеркалі немає.

6. (2 бали) Чому дорівнює оптична сила лінзи, хід променів у якій показано на рис. 4?

Рис. 4

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

7. (2 бали) Яку ваду зору має людина, якщо вона носить окуляри, нижня частина яких — опуклі стекла, а верхня частина — плоскі?

• а) далекозорість;
• б) короткозорість;
• в) людина не має вад зору;
• г) визначити неможливо.

8. (2 бали) Під час фотографування на об’єктив фотоапарата сіла муха. Чи вплине це на знімок, і якщо вплине, то як?

• а) жодним чином не вплине;
• б) на знімку з’явиться зображення мухи;
• в) знімок буде менш яскравим;
• г) знімок буде більш яскравим.

9. (3 бали) Людина наближається до дзеркала зі швидкістю 2 м/с. Із якою швидкістю до людини наближається її зображення в дзеркалі?

10. (3 бали) Кут падіння променя на дзеркальну поверхню дорівнює 70°. Чому дорівнює кут між відбитим променем і дзеркальною поверхнею?

11. (3 бали) Світло падає з повітря на поверхню прозорої речовини під кутом 45°. Визначте абсолютний показник заломлення цієї речовини, якщо заломлене світло поширюється під кутом 60° до межі поділу середовищ.

12. (3 бали) Предмет розташований на відстані 1 м від збиральної лінзи з фокусною відстанню 0,5 м. На якій відстані від лінзи розташоване зображення предмета?

13. (3 бали) Установіть відповідність між середовищем і швидкістю поширення світла в цьому середовищі.

1 Алмаз

2 Бензин

3 Лід

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 бали) На рис. 5 подано головну оптичну вісь КМ лінзи, предмет АВ і його зображення А₁В₁. Визначте тип лінзи, її фокусну відстань і оптичну силу.

Рис. 5

15. (4 бали) Чому кривизна кришталика ока риби (рис. 6) більша, ніж у людини?

Рис. 6

16. (4 бали) Розглядаючи марку за допомогою лупи, дівчинка бачить її на відстані найкращого зору збільшеною в 4 рази. На якій відстані від ока дівчинка тримає лупу, якщо вона має нормальний зір, а оптична сила лупи становить +15 дптр?

Звірте ваші відповіді з наведеними в кінці підручника. Позначте завдання, які ви виконали правильно, і визначте суму балів. Потім цю суму поділіть на три. Одержаний результат відповідатиме рівню ваших навчальних досягнень.

• Тренувальні тестові завдання з комп’ютерною перевіркою ви знайдете на електронному освітньому ресурсі «Інтерактивне навчання».

Енциклопедична сторінка

Нові приймачі та джерела світла

За останні кілька років завдяки прогресу в електроніці унікальні наукові винаходи стали загальнодоступними. Прогрес в електроніці докорінно змінив як джерела, так і приймачі світла.

Розпитайте ваших дідусів і бабусь про те, як виготовляли фотокартки двадцять і більше років тому. Виявиться, що це була досить складна процедура. Для вас же стало звичним, побачивши цікавий сюжет, навести на нього камеру мобільного телефону, натиснути відповідну кнопку й миттєво переслати готове зображення друзям.

Наведемо ще один приклад. Про вузький спрямований пучок світла, що має унікальні властивості, раніше йшлося тільки у фантастичних творах. У наш час лазерний промінь застосовується настільки широко, що навіть найсміливіші фантасти минулого століття не могли б собі цього уявити. То що ж, виходить, розділ фізики під назвою «Оптика» безнадійно застарів і ви марно вивчали розділ II підручника?

Давайте не робити висновків поспіхом і розглянемо деякі із сучасних оптичних пристроїв докладніше.

Лазер

Усі ви, звичайно, бачили лазерні шоу в цирку або на естрадних концертах. Тонкі світлові пучки пронизують простір зали, швидко пролітають над головами глядачів. Захопливе видовище!

На рисунку показано один із видів лазерів — газовий. Яскравий світний «шнур» у скляній трубці — це не лазерний промінь, а електричний розряд, подібний до розряду в лампах денного світла.

Розряд слугує для «накачування» робочого тіла (газу всередині скляної трубки). Процес «накачування» полягає в тому, що атоми газу поступово набувають надлишкової енергії від електричного розряду, а потім лавиноподібно віддають її у вигляді імпульсу (спалаху) світла.

За назвою речовини робочого тіла почали класифікувати й самі лазери: газові, рідинні та найзручніші в побуті — твердотільні лазери.

Естрадні шоу — далеко не єдине застосування лазерів. Ці пристрої широко використовують у медицині, військовій справі тощо.

Газовий лазер (laser — перші літери англ. light amplification by stimulated emission of radiation — підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання)

Цифровий фотоапарат

Пристроєм, який фіксує зображення, у фотоапараті старих конструкцій була фотоплівка. А в цифрових фотоапаратах таким пристроєм є пластинка, вкрита дуже дрібними світловими датчиками (пікселями). Кожний із цих датчиків фіксує «шматочок» світлового потоку. Що меншим є розмір пікселя, то якісніше зображення можна отримати. Пластинка гарного фотоапарата нараховує 18-20 мільйонів пікселів. Кількість пікселів у мобільному телефоні менша, оскільки зйомка — не основна функція телефону. Відповідно і якість знімків гірша.

Мікропроцесор фотоапарата обробляє інформацію від сенсорів і запам’ятовує її у вигляді окремого файла. Історія фотографії налічує понад 180 років. Але й у старому фотоапараті, і в найсучаснішому одним із найважливіших елементів є оптична система, яка має забезпечити різке зображення різних об’єктів зйомки: і вашого приятеля, що стоїть поруч, і далеких гір, що видніють на обрії. Схоже, зарано списувати оптику в архів, конструкторам сучасних фотоапаратів і відеокамер вона ще стане в пригоді!

Це цікаво

Дуже часто творці сучасних фільмів свідомо (або через брак знань) перекручують інформацію про можливості лазерів. Наведемо лише кілька прикладів.

Хоч скільки димитимеш, все одно не побачиш. У багатьох фільмах, щоб виявити охоронну сигналізацію, герої пускають клуби диму — і промені лазера стають видимими. Насправді виготовити лазери, які працюють в інфрачервоному (невидимому для ока) діапазоні, набагато простіше, ніж ті, що працюють у видимому діапазоні. Саме їх і використовують у стандартних охоронних системах. Інфрачервоний промінь, скільки його не задимлюй, усе одно залишається непомітним для ока.

Бережіть очі. Лазери у фільмах застосовують для розрізання металевих перешкод (ґрат, дверей сейфа тощо) — і це відповідає дійсності. Ось тільки автори фільмів часто забувають про захист героїв від відбитих променів. Відбиття надпотужного променя від розрізуваного металу буде також досить потужним. Тож, як мінімум, слід берегти очі!

Спробуй наздожени. Іноді творці фільмів демонструють, що процес поширення променя подібний до польоту кулі. Це, безумовно, не так. Швидкість руху кулі становить кількасот метрів за секунду. Тому її політ може бути справді зареєстрований за допомогою швидкісної кінозйомки. А ось аналогічним чином простежити за процесом поширення світлового променя (нагадаємо, що швидкість світла величезна — 300000 км/с) неможливо.

Орієнтовні теми проєктів

• 1. Оптичні прилади і пристрої.
• 2. Оптичні ілюзії.
• 3. Дослідження потужності та ККД штучних джерел світла різних типів.
• 4. Увігнуті дзеркала: властивості та приклади застосування.
• 5. Оптичні явища в природі.
• 6. Око і зір.

Теми рефератів і повідомлень

• 1. Майбутнє — за світлодіодами.
• 2. Диво фотосинтезу.
• 3. Міражі: як вони утворюються і де їх можна спостерігати.
• 4. Навіщо пішоходу на одязі світловідбиваючі поверхні. Як такі поверхні використовують автомобілісти.
• 5. Колір і світло.
• 6. Чому вночі ми майже не розрізняємо кольори.
• 7. Оптичне мистецтво «Оп-арт» як синтез науки і мистецтва.
• 8. Дефекти зору та методи їх коригування за допомогою оптичних пристроїв.
• 9. Зорові тренажери. Чому і як можна відновити зір.
• 10. Оптичні прилади в медицині.
• 11. Історія фотографії.
• 12. Ультрафіолетове очищення води.
• 13. Чому мильні бульбашки є різнокольоровими.
• 14. Прилади нічного бачення.
• 15. Підзорна труба: історія створення, будова, принцип дії.

Теми експериментальних досліджень

• 1. Вивчення законів поширення світла за допомогою лазерної указки.
• 2. Вивчення законів заломлення світла та пов’язаних із ними оптичних ефектів. Оптичні фокуси.
• 3. Дослідження спектрального складу світла за допомогою призми (відтворення дослідів І. Ньютона).
• 4. Дослідження заломлюючих властивостей збиральної та розсіювальної лінз.
• 5. Виготовлення найпростіших оптичних пристроїв (камера-обскура, калейдоскоп).