Зеркала - Оптические явления

Физический словарик

Перископ (от греч. peri - возле, около и греч. skopeo - смотрю, наблюдаю) - оптический прибор с системой зеркал или призм, позволяющий вести наблюдение из укрытия.

Фокус (от лат.focus - очаг, огонь) - основная точка оптической системы.

Историческая справка

В IV в. до н. э. зародилась катоприка (от греч. катоприкос, что означает зеркальный) - раздел оптики, в котором изучают зеркала и принципы отражения света. Первые трактаты по оптике и катоприке принадлежат знаменитому геометру Евклиду, жившему в III в. до н. э. Его продолжатели - Архимед, Герон и Птолемей, изучая зеркала плоские, вогнутые, выпуклые, сферические, параболические, сумели достичь важных результатов. В частности, в сочинении Герона Александрийского описывается, как изготовить зеркало, в котором правая сторона будет видна слева, а левая - справа; как можно увидеть то, что происходит сзади нас; наблюдать за тем, что делают люди на улице, не выходя из дому; видеть себя стоящим на голове, с тремя глазами и двумя носами и т. д. Похоже, греки знали толк не только в серьезной, но и в занимательной науке!

Качественные задачи и вопросы

1. Угол падения луча на зеркало равен 30°. Чему равен угол отражения луча? (30°.)

2. Улитка движется к зеркалу со скоростью 1 см/мин. С какой скоростью приближается к зеркалу изображение улитки? (1 см/мин.)

3. Человек находится на расстоянии 2 м от плоского зеркала. На каком расстоянии находится от зеркала изображение? (2 м.)

4. При каком угле падения луча на зеркало падающий и отраженный лучи совпадают? (При угле 0°.)

5. Какими будут изображения в зеркалах?

Ответ:

Оптические иллюзии

Одинаковы ли эти отрезки? (Да.)

Параллельны ли эти линии? (Да.)

Одинаковы ли черные эллипсы? (Да.)

Задачи для любителей литературы

1. ...Напрасно зеркало рисует

Ее красы, ее наряд:

Потупя неподвижный взгляд,

Она молчит, она тоскует...

А. С. Пушкин.

Руслан и Людмила

А как строится изображение в плоском зеркале? Расскажите об особенностях изображения в плоском зеркале. (Изображение в плоском зеркале строится на основе закона отражения света и обладает следующими особенностями: оно мнимое, прямое, симметричное источнику относительно плоскости зеркала.)

2. Смотри вдаль - увидишь даль,

смотри в небо - увидишь небо,

взглянув в маленькое зеркальце,

увидишь только себя.

Козьма Прутков

Какие минимальные размеры должно иметь вертикальное зеркало (плоское), чтобы человек видел свое изображение в три четверти, в полный рост? (Если высота человека h, то, чтобы он видел себя в полный рост, необходимо плоское зеркало размерами 0,5h, а в три четверти - 0,375h.)

3. «Ихтиандр оттолкнулся от люстры и поплыл к пальмам. Вдруг он в изумлении остановился. Навстречу ему плыл какой-то человек, повторяя его движения. «Зеркало», - догадался Ихтиандр. Это огромное зеркало занимало всю стену, тускло отражая в воде внутреннее убранство салона...» (А. Р. Беляев. Человек-амфибия).

Если Ихтиандр плыл со скоростью 5 м/с относительно зеркала, то с какой скоростью перемещалось его изображение относительно зеркала? (5 м/с.)

По пословицам и поговоркам

4. Нечего на зеркало пенять, коли рожа крива.

Какие особенности имеет изображение предмета в плоском зеркале? (Изображение в зеркале мнимое. Расстояние от зеркала до изображения равно расстоянию от предмета до зеркала. Линейные размеры предмета равны линейным размерам изображения.)

5. В кривом зеркале и рот на боку.

А какие виды зеркал вы знаете? (Зеркала делятся на плоские; сферические: вогнутые и выпуклые; цилиндрические: вогнутые и выпуклые.)

По загадкам

6. Языка нет, а правду скажет. (Зеркало.)

Всегда ли зеркало «говорит» правду? (Нет. Существуют сферические зеркала, в которых изображения получаются уменьшенными или увеличенными.)

7. Я увидел свой портрет,

Отошел - портрета нет. (Зеркало.)

Мы видим свое изображение, стоя в двух метрах от зеркала. На каком расстоянии мы видим свое изображение? (4 м.)

8. И сияет, и блестит,

Никому оно не льстит,

А любому правду скажет -

Все, как есть, ему покажет. (Зеркало.)

Вы, стоя у плоского зеркала, держите свечу в правой руке. В какой руке будет свеча у вашего изображения? (В левой.)

Интересные факты

1. Обнаружить местонахождение людей в лесной чаще или в спасательной шлюпке среди океанских просторов не всегда легко. Весьма эффективным сигнальным средством служит зеркало. Солнечный зайчик сигнального зеркала, изготовленного Чечони (механик дирижабля «Италия», потерпевшего катастрофу в Центральной Арктике весной 1928 г.) из деревянной дощечки, оклеенной станиолем из-под плитки шоколада, оказался «единственным сигналом, который летчик своевременно заметил» (командир итальянского спасательного самолета). Действительно, вспышку от такого зеркала обнаруживают на расстоянии 24 км, т. е. раньше, чем любой другой визуальный сигнал.

2. Самым сложным и непреодолимым препятствием в Арктике считается открытая вода - разводье и полыньи. Узнать о них можно заранее по цвету неба, в котором, словно в гигантском зеркале, отражается поверхность океана. Цвет неба над этим местом более светлый.

3. Внутренние оболочки глаза у кошки подобны вогнутому зеркалу. Они собирают все лучи света в одну точку и сконцентрированным направленным пучком отражают их. Отраженный и более яркий пучок света выходит через зрачок и особенно хорошо заметен в темноте. Вот почему глаза кошки горят, как два маленьких прожектора.

Физический эксперимент

Изучение свойств плоского зеркала.

Приборы и материалы: зеркало, свеча, линейка, спички.

Задание: установите зеркало напротив горящей свечи так, чтобы получить в нем изображение свечи. Измерьте расстояние от свечи до зеркала, а также размеры свечи и изображения. Измените расстояние от зеркала до свечи и проделайте вновь измерения изображения. Сделайте рисунок и вывод.

Номер опыта	Расстояние от свечи до зеркала, м	Размеры, м
		предмета	изображения
1	0,2	0,4	0,4
2	0,3	0,4	0,4
3	0,4	0,4	0,4

Вывод: плоское зеркало дает мнимое прямое изображение, равновеликое источнику.

Проверка знаний и умений.

Индивидуальные карточки-задания

1	2
1. Построить отраженные лучи: Ответ: 2. Построить изображение в плоском зеркале: Ответ:	1. Построить отраженные лучи: Ответ: 2. Построить изображение в плоском зеркале: Ответ:
3	4
1. Построить отраженные лучи: Ответ: 2. Построить изображение в плоском зеркале: Ответ:	1. Построить отраженные лучи: Ответ: 2. Построить изображение в плоском зеркале: Ответ: