Характер отражения света зависит от того, в какую сторону искривлена поверхность, на которую он падает. Например, вогнутая поверхность ложки дает перевернутые изображения, в то время как ее тыльная сторона отражает изображения правильно. Определяющий фактор в ориентации отраженного изображения - это форма отражателя.
Вогнутые поверхности, такие, как внутренняя поверхность полой сферы или лицевая сторона ложки, обычно дают перевернутые изображения. Выпуклые поверхности, такие, как внешняя поверхность сферы или тыльная сторона ложки, сохраняют правильную ориентацию изображения.
Вогнутые зеркала отражают параллельные лучи света внутрь, направляя их в одну точку, называющуюся фокусом или фокальной точкой. В месте формирования изображения световые лучи пересекаются. Если объект, отражаемый вогнутым зеркалом, расположен ближе к зеркалу, чем фокальная точка, результирующее изображение будет ориентировано правильно. Если объект находится за фокальной точкой, его отражение будет перевернутым. Что касается отражений, создаваемых выпуклыми поверхностями, то они всегда ориентированы правильно, так как такие поверхности заставляют световые лучи расходиться. Как результат, отраженные лучи никогда не пересекают друг друга и не формируют поэтому перевернутое изображение.
Увеличенное изображение (Р") панды (рисунок вверху) появляется в сферическом вогнутом зеркале в том случае, когда панда (Р) находится между зеркалом и фокальной точкой (F). Изображение формируется в месте пересечения отраженных лучей.
Когда параллельные лучи отражаются от вогнутой поверхности сферического зеркала, они сходятся в фокальной точке.
Изображение остается перевернутым и выглядит нормальным по величине в том случае, когда панда находится в центре сферического зеркала.
Перевернутое изображение уменьшается по мере удаления панды от центра сферического зеркала.
Перевернутое , но все еще увеличенное изображение появляется в том случае, когда панда находится между фокальной точкой и центром сферы.
Изображения в выпуклом зеркале
Изображение, отраженное выпуклым зеркалом, всегда уменьшено и правильно ориентировано вне зависимости от того, как далеко расположен объект. Поскольку выпуклые зеркала обеспечивают более широкое поле зрения (рисунок справа), чем плоские, их удобно использовать в качестве зеркал заднего вида в автомобилях.
Лица в ложке
Внутренняя и внешняя поверхности ложки действуют аналогично вогнутой и выпуклой поверхностям сферического зеркала. Так как фокальная точка внутренней поверхности ложки отстоит от нее на небольшом расстоянии, отражение лица всегда будет перевернутым. Выпуклая задняя сторона ложки всегда дает уменьшенное изображение с правильной ориентацией.
Недавно мы с Владкой ходили в Музей занимательных наук. Среди всего многообразия интересностей наше внимание привлекли кривые зеркала.
Вы прекрасно знаете, что глядя в них, можно увидеть себя худым или толстым, или даже вверх ногами. Было принято решение сделать собственные кривые зеркала и изучить отражения кривых зеркал.
Отражение в ложке, как в кривых зеркалах
Еще летом мы сделали небольшое открытие о том, что в каждом доме есть кривые зеркала. Это обычные ложки! Для исследования были отобраны образцы начиная от чайных ложек, заканчивая огромной ложкой, которой бабушка мешает варенье, когда варит его.
Если посмотреть на свое отражение в блестящей ложке с разных сторон, то можно заметить, что с выпуклой стороны на нас будет смотреть обычное отражение, а вот с вогнутой перевернутое вверх ногами! Это было очень веселое наблюдение.
Обязательно проверьте свои ложки, а вдруг у вас это правило работать не будет. :scratch:
Делаем кривые зеркала своими руками
Сделать кривое зеркало из обычного плоского зеркала мы не сможем, а вот воспользовавшись зеркальным картоном, получим нужный эффект.
Мы приобрели Фольгированный картон. В одной упаковке оказалось 5 листов разных цветов.
А теперь все просто.
Взяли лист картона и согнули его, чтобы выпуклая сторона была к нам, а потом наоборот — от нас. Здесь можно экспериментировать. Такая игра в любом случае очень увлекает ребенка.
Несколько фотографий наших кривых отражений.
Следующим этапом решили зеркальный картон порезать. В одном случае мы сделали квадратики, а в другом разрезали лучиками. Получился такой красивый сынок.
А вот фотографии из Музея занимательной науки. Мое отражение в кривом вогнутом зеркале.
Эффект очень интересный - стройная и вверх ногами.
Почему же происходит все это искажение?
Когда свет соприкасается с поверхностью зеркала, то он отражается. И мы уже успешно проводили опыты подтверждающие это. А вот направление отраженного света зависит от формы зеркала.
Если выпуклость зеркала направлена наружу, такое зеркало называется выгнутым. В выгнутых зеркалах объекты кажутся растянутыми.
Если выпуклость направлена внутрь, такое зеркало называется вогнутым . Вогнутые зеркала позволяют зрительно уменьшить объект или даже перевернуть его. Это зависит от расстояния, на котором ты находишься от зеркала.
А еще мне вспомнился всеми любимый мультфильм “Ну, погоди”. Вы наверняка с легкостью “включите” в памяти серию про комнату смеха. А что, если вам сделать такую комнату самому. Порадуйте родителей, бабушек и дедушек. Удивите друзей. Яркие эмоции, задорный смех и незабываемый семейный вечер вам обеспечен.
Не убирайте далеко зеркала. Они вам еще пригодятся и я расскажу и покажу вам какие еще поделки вы можете сделать дома. Например соорудить перископ , а может быть даже калейдоскоп своими руками.
Удачных поделок и экспериментов.
Наверняка вы хоть раз глядели в ложку как в зеркало. Если нет - найдите ближайшую ложку и посмотрите на её вогнутую поверхность. Ваше отражение будет перевернутым! В этой статье мы попробуем разобраться, почему так происходит. По большому счёту, ложка является искривлённым зеркалом, поэтому нам нужно научиться объяснять то, что мы видим в зеркалах, в том числе в зеркалах сложной формы.
Ноль зеркал. Начнём с самого простого: попробуем понять, как мы видим предметы. Простого - громко сказано: разные детали и особенности нашего зрения можно обсуждать бесконечно. Нам будет нужно знать только то, что луч света, отражаясь от предмета, попадает к нам в глаз - поэтому мы этот предмет и видим. Это схематично изображено на рисунке 1.
Одно зеркало. Однако луч может попасть к нам в глаз не напрямую, а отразившись по дороге от зеркала. Выполняется такой закон: угол падения равен углу отражения. Это означает, что углы, отмеченные на рисунке 2, равны.
Для наших целей будет удобнее представлять себе весь этот процесс немного иначе. Давайте мысленно расположим по ту сторону зеркала целый зазеркальный мир, симметричный обычному. Тогда зеркало станет окном в это зазеркалье. Действительно, посмотрим на рисунок 3: так как угол падения равен углу отражения, Квантик, глядя в зеркало по лучу AX , увидит цветок, в который упирается отражённый луч XВ . Но если бы луч AX прошёл сквозь зеркало как через окно (то есть пошёл бы дальше по лучу XB′ ), он бы упёрся в симметричный зазеркальный цветок, то есть Квантик увидел бы то же самое.
Одно наклонённое зеркало. А что будет, если зеркало наклонить, например, на себя? Где тогда окажется зазеркальный двойник Квантика (назовём его Китнавк - это слово Квантик, прочитанное наоборот)? Применим хитрость: повернём не зеркало, а Квантика. Ведь нам важно только взаимное расположение Квантика и зеркала. То, что получится, вы видите на рис. 4, а . Теперь повернём всю картинку, поставив Квантика на место (рис. 4, б ). В итоге Квантик увидит перед собой ноги, а не лицо Китнавка.
Этот результат легко проверить: смотрясь в зеркальце, наклоните его на себя - отражение поднимется, наклоните от себя - отражение опустится.
Много зеркал. Теперь расположим множество небольших зеркал по дуге окружности. Уже напоминает большую ложку, не правда ли? Сначала поместим Квантика в центре этой окружности. Тогда Квантик увидит в центре каждого зеркала своё лицо. Ведь на какое бы зеркало он ни посмотрел, «луч его взгляда» будет перпендикулярен зеркалу, и относительно этого «луча взгляда» зеркало не будет наклонено.
Если теперь Квантик отойдёт подальше, то относительно новых «лучей взгляда» верхние зеркала окажутся наклонёнными на Квантика, а нижние - от него (см. рис. 5). Поэтому в центре верхнего зеркальца Квантик увидит ноги верхнего Китнавка, а в центре нижнего зеркала - макушку нижнего Китнавка. Итого, в зеркалах сверху вниз видны отдельные части Китнавка, пока ещё не перевёрнутые, но в порядке снизу вверх.
«Склеим» отражения. Представить себе, что в итоге увидит Квантик, не так уж просто. Давайте проведём эксперимент с чем-нибудь попроще, например, с треугольником. Сначала разрежем его на четыре части, а потом сложим эти части в обратном порядке (рис. 6). Получится нечто несуразное. Но вот если частей сделать хотя бы восемь, то результат уже будет напоминать перевёрнутый треугольник. И чем больше частей, на которые мы резали треугольник, тем меньше заметны шероховатости в собранном задом наперёд изображении.
То же произойдёт и с Китнавком. Квантик будет смотреть по сути в много узеньких щёлочек, в каждой из которых виден кусочек Китнавка. Вместе они соберутся в шероховатого перевёрнутого Китнавка, как до этого у нас собирался перевёрнутый треугольник.
Одно искривлённое зеркало. Осталось просто представить, что ложка состоит из очень маленьких плоских зеркал. Таких маленьких, что с нашей точки зрения они сливаются в сплошную изогнутую поверхность, а отдельные отражения в каждом из них - в сплошное перевёрнутое изображение.
Попробуйте теперь самостоятельно ответить на пару вопросов: |
Художник Сергей Чуб
Муниципальное образовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа
с.Новая Бекшанка МО «Барышский район»
Ульяновской области
Исследовательский проект
на тему:
Выполнили : Окольнов Виктор и
Окольнов Дмитрий,
ученики 3 класса.
Руководители : Елизарова Ольга Николаевна,
Ильичев Александр Николаевич
2013/2014 учебный год
Содержание.
1 . Аннотация к проекту
2.Введение. Загадка столовой ложки.
2.Отражение в ложке.
3.Оптические опыты.
4.Примечание. Из истории ложки.
5.Применение ложки.
6. Заключение.
7.Список литературы.
Аннотация
к исследовательскому проекту
«В чём загадка ложки?»
учащихся 3 класса
МОУ СОШ с.Новая Бекшанка
Окольнова Виктора и Окольнова Дмитрия .
Данная работа в интересной форме рассказывает об удивительном свойстве одного из самых необходимых предметов домашнего обихода, о секрете ложки.
Дело в том, что отполированная поверхность ложки отражает свет и строит изображения, как зеркало. Разница лишь в том, что привычное нам зеркало - плоское, а ложка - выпукло-вогнутая. С внутренней стороны ложка представляет собой вогнутое зеркало, которое, в большинстве случаев, переворачивает изображение, а с внешней - выпуклое зеркало, образующее только прямые и уменьшенные изображения. Поэтому в выпуклой части мы отражаемся прямо, а в вогнутой - вверх тормашками. Чтобы понять, почему вогнутое зеркало переворчивает изображение, а выпуклое - нет, ребята разработали план поиска ответа на этот вопрос, продумали план своего проекта.
Под руководством учителя физики учащиеся провели несколько опытов опыт, в котором наглядно продемонстрировали свойства вогнутого и выпуклого зеркал и линз.
Учащимися доступно и понятно проведено кропотливое исследование вогнутого и выпуклого зеркал, были рассмотрены области применения выпуклых и вогнутых поверхностей. Задачи и цели исследования достигнуты.
Красочная презентация является завершением исследовательского проекта и сопровождается большим фото и видео материалами.
Данный исследовательский проект и презентация могут быть использованы учителями начальных классов как на уроках окружающего мира, так и во внеурочной деятельности.
Руководители работы: /Елизарова О.Н./
_________________ / Ильичев А.Н./
1. Введение.
Тема нашей работы «В чем загадка ложки?». Мы взяли эту тему потому, что ложка является неотъемлемой частью нашего быта.
« Дорога ложка к обеду», - гласит русская пословица. И не зря в этой пословице упоминается именно ложка, ведь ложка – это самый практичный предмет из всех столовых приборов. Несмотря на то, что ложка предназначена для переноса жидкой или полужидкой пищи, ее можно использовать и в качестве вилки, и в качестве ножа, и в качестве поварешки. Некоторые ложки удачно используют для декорирования помещения. А можно ее применить как зеркало.
Однажды обедая после школы мы с братом заметили необычную картину: одна сторона ложки увеличивала наше отражение, а оборотная – переворачивала его. Почему так происходит?
Объект исследования : столовая ложка
Предмет исследования : изучение секретов света и отражения
Проблема : Почему с одной стороны ложки человек отражается вверх ногами, а с другой - нормально?
Гипотеза исследования : предположим, что это такое необычное зеркало.
Цель практическая : найти ответ на вопрос, узнать о свойстве отражения и искажения света, подготовить презентацию и рассказать об этом одноклассникам.
Задачи исследования :
Провести поиск информации в книгах и сети Интернет по проблеме исследования.
Изучить секреты света и отражения.
Найти области применения вогнутых и выпуклых зеркал
Методы исследования : анализ, обобщение, .
Практическая значимость : разработка интересного материала для одноклассников, создание буклета, оформление презентации.
2.История столовой ложки
«Дорога ложка к обеду», - гласит русская пословица. И не зря в этой пословице упоминается именно ложка, ведь ложка – это самый практичный предмет из всех столовых приборов. Несмотря на то, что ложка предназначена для переноса жидкой или полужидкой пищи, ее можно использовать и в качестве вилки, и в качестве ножа, и в качестве поварешки. Некоторые ложки удачно используют для декорирования помещения. Особенно хорошо применяются для этого
деревянные ложки с росписью, они не только очень красивые, но еще и функциональные.
Первые ложки были сделаны не из камня, как можно было предположить, а из обожженной глины, так как им не требовалась прочность, потому что ложками тогда ели мягкую пищу. Представляла она собой полушар с ручкой. В дальнейшем люди начали использовать различные материалы для изготовления ложек. В XV веке приобрели популярность ложки из латуни и меди. Аристократы и короли пользовались ложками из серебра и золота. Форма ложки постоянно менялась, пока в 1760 году не стала овальной и удобной в употреблении. Сейчас изготавливают огромное количество разнообразных ложек – разных цветов, размеров, форм, из различных материалов.
3.Отражения в столовой ложке
Дело в том, что отполированная поверхность ложки отражает свет и строит изображения, как зеркало. Разница лишь в том, что привычное нам зеркало - плоское, а ложка - выпукло-вогнутая. С внутренней стороны ложка представляет собой вогнутое зеркало, которое, в большинстве случаев, переворачивает изображение, а с внешней - выпуклое зеркало, образующее только прямые и уменьшенные изображения. Поэтому в выпуклой части мы отражаемся прямо, а в вогнутой - вверх тормашками. Чтобы понять, почему вогнутое зеркало переворачивает изображение, а выпуклое - нет, вспомним, что такое вообще изображение. Это лучи света, попадающие к нам в глаз. Перевернутое изображение - это когда голова внизу, а ноги вверху, то есть, когда верхний луч стал нижним и наоборот. Для того, чтоб получить перевернутое изображение, надо пустить лучи света так, чтоб они поменялись местами. Именно это и делает вогнутое зеркало. Оно собирает падающий на него свет "в кучу" (т. е. фокусирует свет) , а затем лучи прсто летят по прямой. Выпуклое зеркало лучи не фокусирует, а наоборот, разбрасывает во все стороны. Но верхний луч остается при этом верхним лучом, и изображение не переворачивается.
4.Оптические опыты
Физическая лаборатория
Работаем с оборудованием «Оптика»
Строим перевёрнутое изображение.
Изучаем свойства выпуклой и вогнутой линз.
Занимательные оптические опыты
в домашних условиях
КРИВОЕ ЗЕРКАЛО ИЗ ОБЕРТКИ
В наши дни все чаще обертки делают из тонкой пластиковой пленки. Некоторые из них, особенно подарочные, имеют посеребренную отражающую поверхность. Наверняка ты получал подарок, обернутый в такую упаковочную пленку. Если да, то интересно, что ты сделал с зеркальной оберткой?
Вырежи из посеребренной пленки прямоугольник такого же размера, как и карточка. С помощью клеевого карандаша аккуратно приклей пленку к карточке: сначала сложи их и потихоньку, от середины к краям, пригладь пленку, чтобы избавиться от пузырей воздуха. Подожди, пока клей высохнет.
Теперь посмотри на посеребренную карточку. Ты видишь в ней свое отражение? Хорошее зеркало получилось?
Теперь попробуй изогнуть «зеркало». Держа карточку за края, выгни ее так, чтобы она образовала выпуклое зеркало. При этом центральная часть карточки должна смотреть на тебя. Теперь сдвинь этот изгиб ближе к краю карточки. А теперь смотри и улыбайся!
ЗЕРКАЛЬНАЯ КОМНАТА
Приборы и материалы
: три маленьких прямоугольных зеркала, пластилин, маленькая бусинка или игрушка, резиновые кольца, скотч.
Ход работы
С помощью скотча и резиновых колец закрепите три зеркала, чтобы получился треугольник. Поместите бусинку или игрушку в центре этой маленькой «зеркальной комнаты». Внимательно посмотрите в середину. Что вы видите? (Вы увидите многократное отражение)
КАЛЕЙДОСКОП
Приборы и материалы
: три маленьких прямоугольных зеркала, пластилин, цветные прозрачные бусинки или маленькие игрушки, липкая лента, калька.
Ход работы
С помощью пластилина закрепите три зеркала, чтобы получился треугольник. С помощью кальки и скотча закройте одно из отверстий. Положите бусинки и посмотрите в свободный конец трубы. Что вы видите? Потрясите трубу, что вы видите теперь?
(Вы увидите многократное отражение бусинок. Однако фигура, образованная тремя зеркалами, ограничивает число отражений. Каждое изображение получается соединенным со своими двумя соседями.)
5.Применение выпуклых и вогнутых зеркал Вогнутые зеркала .
В наше время вогнутые зеркала чаще используются для освещения. В карманном электрическом фонарике стоит крошечная лампочка всего в несколько свечей. Если бы она посылала свои лучи во все стороны, то от такого фонарика было бы мало пользы: его свет не проникал бы дальше одного-двух метров. Но за лампочкой поставлено маленькое вогнутое зеркальце. Поэтому луч света от карманного фонаря прорезывает темноту на десять метров вперед. Однако, в фонаре имеется еще и маленькая линза - перед лампочкой. Зеркальце и линза помогают друг другу создавать направленный луч света.
Так же устроены и автомобильные фары и прожекторы, рефлектор синей медицинской лампы, корабельный фонарь на верхушке мачты и фонарь маяка. В прожекторе светит мощная дуговая лампа. Но если бы вынули из прожектора вогнутое зеркало, то свет лампы бесцельно разошелся бы во все стороны, она светила бы не на семьдесят километров, а всего на один-два...
Особенно сложно устроен фонарь маяка. В древности самым мощным маяком был Александрийский маяк - последнее из чудес света, связанное с именем Александра Македонского
Английский ученый Исаак Ньютон использовал вогнутое зеркало в телескопе. И в современных телескопах также используются вогнутые зеркала.
А вот вогнутые антенны радиотелескопов очень большого диаметра состоят из множества отдельных металлических зеркал.
Выпуклые зеркала.
Такие выпуклые небьющиеся зеркала часто можно увидеть на улицах города и в общественных местах.
Установка дорожных зеркал на дорогах с ограниченной видимостью позволяет обезопасить автотранспорт и людей. Эти зеркала оснащены по контуру светоотражающими элементами и светятся в темноте, отражая свет фар автомашин.
Купольные зеркала
для помещений представляют собой зеркальную полусферу, с углом обзора, достигающим 360 градусов. При этом зеркало крепится в основном на потолке.
Обзорные зеркала
используются как на улицах, так и в помещениях. Так, например, в магазине обзорное показывает персоналу кто и что делает в проходах между стеллажами, а на тяжелом участке автостоянки позволяет автовладельцам выполнять маневры без столкновений.
В медицине из зеркал наиболее распространён лобный рефлектор - вогнутое зеркало с отверстием посередине, предназначенное для направления узкого пучка света внутрь глаза, уха, носа, глотки и гортани. Зеркала многообразных конструкций и форм применяют также для исследований в стоматологии, хирургии 5 . Фотоматериалы.
