§ 31. Досліджуємо властивості світла: відбиття і заломлення

Чому вода «ламає» предмети?

1. Виконай дослід. Виокрем зі світлового пучка один промінь. Для цього спрямуй світло ліхтарика на аркуш картону з тонкою щілиною. Розташуй на шляху променя дзеркало (мал. 31.1). Змінюй положення дзеркала і спостерігай за напрямком променя. Затули дзеркало аркушем чорного картону. Потім білого. Що відбувається?

Мал. 31.1. Відбиття світла

2. Постав олівець у склянку. Налий у неї води (мал. 31.2).

Мал. 31.2. Заломлення світла

Що змінилося?

3. Напиши вираз «Світло — темна пляма у фізиці», дивлячись крізь лупу. Подивись на напис без лупи. Порівняй відчуття.

Мал. 31.3. Дивись крізь лупу

Яким буває відбиття світла?

Джерела світла ти бачиш, оскільки вони його випромінюють. А тіла, що не є джерелами світла (Місяць, будинки, дерева тощо) видимі через те, що вони відбивають світло.

Залежно від поверхні розрізняють дзеркальне та розсіяне відбиття. Яким буває віддзеркалення Місяця у воді? Якщо поверхня водойми гладенька — зображення чітке, а якщо хвиляста — то утворює місячну доріжку (мал. 31.4).

Мал. 31.4. Дзеркальне й розсіяне відбиття

Що відбулося з олівцем у склянці з водою?

Уяви, як м’яч котиться гладенькою підлогою, а на килимі сповільнюється. Подібно і світло розповсюджується з різною швидкістю в різних середовищах. Тому на межі переходу середовищ світловий промінь заломлюється (мал. 31.5, а).

Заломленням світла пояснюється те, що предмети у воді видаються розташованими вище, ніж насправді (мал. 31.5, б).

Мал. 31.5. Заломлення світла

Через заломлення світла виникають також міражі. Вдень у пустелі повітря дуже нагрівається від гарячого піску, внаслідок чого розширюється й утворюються його нерівномірні згущення й розрідження.

У такому середовищі промінь світла плавно викривляється. У результаті промінь, що йде зверху від блакитного неба, потрапляє в око знизу, і здається, ніби там блакитне озеро. Подібні міражі можна спостерігати у спекотний день і на автошляхах.

Міражі спостерігають і над морем. У цьому разі тепліші шари повітря містяться над холоднішими й викривлення променя ніби піднімає кораблі над водою (мал. 31.6).

Мал. 31.6. Міражі

Що може зробити із сонячними променями опукле скло?

У завданні 3 потрібно було скористатися лупою — збиральною лінзою в оправі з ручкою. Як саме діє цей оптичний прилад?

Якщо куляста поверхня опукла, то таке скло збирає всі промені, що проходять крізь нього в одній точці — фокусі. Внаслідок цього зображення предметів збільшуються, а лінзу називають збільшувальною або збиральною.

Збиральні лінзи використовують в окулярах, мікроскопах, біноклях, фотоапаратах...

Лінза — скло, яке хоча б з одного або з обох боків має кулясту поверхню.

Мал. 31.7. Збиральні лінзи

1. Поясни, чим відрізняється відбиття світла від снігу й дзеркала?

2. Наведи приклади відбиття і заломлення світла.

3. Перевір, чи дійсно у воді зображення «піднімається». Поклади на дно чашки монету. Стань так, щоб бачити лише край монети (мал. 31.8). Налий у чашку води. Що сталося із зображенням?

Мал. 31.8. Де монета?

4. Перевір дію збиральної лінзи (мал. 31.9). Пересуваючи лінзу, досягни чіткого зображення освітлювача (або світла від вікна) на екрані. Виміряй відстань між лінзою та екраном.