BAYANGAN API

Nyalakan lilin yang menyala dengan lampu listrik yang kuat. Pada layar yang terbuat dari selembar kertas putih, tidak hanya bayangan lilin yang akan muncul, tetapi juga bayangan nyala apinya.

Sekilas memang terasa aneh jika sumber cahaya itu sendiri bisa memiliki bayangannya sendiri. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa di dalam nyala lilin terdapat partikel panas yang buram dan perbedaan kecerahan nyala lilin dan sumber cahaya kuat yang meneranginya sangat besar. Pengalaman ini sangat baik untuk diamati ketika lilin disinari oleh terangnya sinar matahari.

HUKUM REFLEKSI CAHAYA

Untuk percobaan ini kita membutuhkan: cermin persegi panjang kecil dan dua pensil panjang.
Letakkan selembar kertas di atas meja dan gambar garis lurus di atasnya. Tempatkan cermin di atas kertas tegak lurus dengan garis yang ditarik. Untuk mencegah cermin jatuh, letakkan buku di belakangnya.

Untuk memeriksa apakah garis yang digambar pada kertas benar-benar tegak lurus terhadap cermin, pastikan demikian
dan garis ini serta pantulannya di cermin lurus, tanpa putus pada permukaan cermin. Anda dan sayalah yang menciptakan garis tegak lurus.

Pensil akan bertindak sebagai sinar cahaya dalam percobaan kita. Tempatkan pensil pada selembar kertas pada sisi berlawanan dari garis yang digambar dengan ujung-ujungnya saling berhadapan dan sampai pada titik di mana garis bertumpu pada cermin.

Sekarang pastikan pantulan pensil di cermin dan pensil yang tergeletak di depan cermin membentuk garis lurus, tanpa putus. Salah satu pensil akan berperan sebagai sinar datang, yang lainnya - sebagai sinar pantul. Sudut antara pensil dan garis tegak lurus yang digambar sama besar.

Jika sekarang Anda memutar salah satu pensil (misalnya memperbesar sudut datang), maka Anda juga harus memutar pensil kedua agar tidak ada jeda antara pensil pertama dan lanjutannya di cermin.
Setiap kali Anda mengubah sudut antara satu pensil dan garis tegak lurus, Anda perlu melakukan hal yang sama dengan pensil lainnya agar tidak mengganggu kelurusan berkas cahaya yang diwakili oleh pensil tersebut.

REFLEKSI CERMIN

Kertas hadir dalam tingkatan yang berbeda-beda dan dibedakan berdasarkan kehalusannya. Namun kertas yang sangat halus pun tidak mampu memantulkan cahaya seperti cermin; kertas itu sama sekali tidak terlihat seperti cermin. Jika Anda memeriksa kertas halus tersebut melalui kaca pembesar, Anda dapat langsung melihat struktur berseratnya dan melihat cekungan dan tuberkel di permukaannya. Cahaya yang jatuh di atas kertas dipantulkan oleh tuberkel dan cekungan. Pemantulan yang acak ini menciptakan cahaya yang menyebar.

Namun kertas juga dapat dibuat untuk memantulkan sinar cahaya dengan cara yang berbeda sehingga tidak diperoleh cahaya yang tersebar. Benar, bahkan kertas yang sangat halus pun jauh dari cermin asli, tetapi Anda masih dapat memperoleh beberapa spekularitas darinya.

Ambil selembar kertas yang sangat halus dan, letakkan ujungnya di pangkal hidung Anda, putar ke arah jendela (percobaan ini harus dilakukan pada hari yang cerah dan cerah). Pandangan Anda harus melayang di atas kertas. Anda akan melihat pantulan langit yang sangat pucat, siluet pepohonan dan rumah yang samar-samar. Dan semakin kecil sudut antara arah pandang dan lembaran kertas, maka pantulannya akan semakin jelas. Dengan cara serupa, Anda bisa mendapatkan bayangan cermin lilin atau bola lampu di atas kertas.

Bagaimana kita bisa menjelaskan bahwa di atas kertas, meski jelek, Anda masih bisa melihat pantulannya?
Jika Anda melihat ke sepanjang lembaran, semua tonjolan pada permukaan kertas menghalangi cekungan dan berubah menjadi satu permukaan yang kontinu. Kita tidak lagi melihat sinar acak dari cekungan; sinar tersebut sekarang tidak mengganggu kita untuk melihat apa yang dipantulkan oleh tuberkel.

REFLEKSI SINAR PARALEL

Letakkan selembar kertas putih tebal pada jarak dua meter dari lampu meja (sejajar). Tempatkan sisir bergigi besar di salah satu tepi kertas. Pastikan cahaya dari lampu masuk ke kertas melalui gigi sisir. Di dekat sisir itu sendiri Anda akan mendapatkan potongan bayangan dari "punggungnya". Di atas kertas, dari garis bayangan ini harus ada garis-garis cahaya sejajar yang melewati sela-sela gigi sisir

Ambil cermin persegi panjang kecil dan letakkan di seberang garis terang. Garis-garis sinar pantul akan muncul pada kertas.

Putar cermin sehingga sinar jatuh pada sudut tertentu. Sinar pantulnya juga akan berubah. Jika secara mental kita menggambar garis tegak lurus terhadap cermin pada titik datang sinar, maka sudut antara garis tegak lurus tersebut dengan sinar datang akan sama dengan sudut sinar pantul. Bagaimana pun Anda mengubah sudut datang sinar pada permukaan pantul, bagaimana pun Anda memutar cermin, sinar pantul akan selalu keluar dengan sudut yang sama.

Jika Anda tidak memiliki cermin kecil, Anda bisa menggantinya dengan penggaris baja mengkilat atau silet pengaman. Hasilnya akan lebih buruk dibandingkan dengan cermin, tetapi percobaan masih dapat dilakukan.

Anda juga bisa melakukan eksperimen serupa dengan pisau cukur atau penggaris. Tekuk penggaris atau pisau cukur dan letakkan pada jalur sinar sejajar. Jika sinar-sinar tersebut mengenai permukaan cekung maka sinar-sinar tersebut akan dipantulkan dan berkumpul pada satu titik.

Begitu sampai pada permukaan cembung, sinarnya akan dipantulkan seperti kipas. Untuk mengamati fenomena tersebut, bayangan yang muncul dari “belakang” sisir sangat berguna.

REFLEKSI INTERNAL TOTAL

Fenomena menarik terjadi pada seberkas cahaya yang merambat dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat, misalnya dari air ke udara. Seberkas cahaya tidak selalu berhasil melakukan hal ini. Itu semua tergantung pada sudut di mana dia mencoba keluar dari air. Di sini sudut adalah sudut yang dibentuk sinar terhadap tegak lurus permukaan yang ingin dilaluinya. Jika sudut ini nol, maka sudut tersebut keluar dengan bebas. Jadi, jika Anda meletakkan kancing di dasar cangkir dan melihatnya langsung dari atas, maka kancing tersebut akan terlihat jelas.

Jika kita memperbesar sudutnya, mungkin akan tiba saatnya kita merasa benda tersebut telah menghilang. Pada saat ini sinarnya akan terpantul seluruhnya dari permukaan, masuk lebih dalam dan tidak sampai ke mata kita. Fenomena ini disebut refleksi internal total atau refleksi total.

Pengalaman 1

Buat bola plastisin dengan diameter 10-12 mm dan tempelkan korek api ke dalamnya. Potong lingkaran dengan diameter 65 mm dari kertas atau karton tebal. Ambil piring yang dalam dan regangkan dua benang sejajar dengan diameter pada jarak tiga sentimeter dari satu sama lain. Amankan ujung benang ke tepi piring dengan plastisin atau pita perekat.

Kemudian, setelah menusuk lingkaran dengan penusuk di bagian tengahnya, masukkan korek api beserta bola ke dalam lubang. Buat jarak antara bola dan lingkaran sekitar dua milimeter. Tempatkan lingkaran, dengan sisi bola menghadap ke bawah, pada tali yang direntangkan di tengah piring. Jika dilihat dari samping, seharusnya bola terlihat. Sekarang tuangkan air ke dalam piring hingga ke cangkir. Bolanya menghilang. Sinar cahaya dengan bayangannya tidak lagi sampai ke mata kita. Mereka, yang dipantulkan dari permukaan bagian dalam air, masuk jauh ke dalam piring. Ada refleksi yang lengkap.

Pengalaman 2

Anda perlu menemukan bola logam dengan mata atau lubang, menggantungnya pada seutas kawat dan menutupinya dengan jelaga (yang terbaik adalah membakar sepotong kapas yang dibasahi dengan terpentin, mesin atau minyak sayur). Selanjutnya, tuangkan air ke dalam gelas tipis dan, setelah bola sudah dingin, turunkan ke dalam air. Bola mengkilat dengan “tulang hitam” akan terlihat. Hal ini terjadi karena partikel jelaga memerangkap udara, sehingga menciptakan selubung gas di sekitar bola.

Pengalaman 3

Tuang air ke dalam gelas dan letakkan pipet kaca di dalamnya. Jika dilihat dari atas, dimiringkan sedikit ke dalam air agar bagian kacanya terlihat jelas, akan memantulkan sinar cahaya dengan kuat hingga menjadi seperti cermin, seolah-olah terbuat dari perak. Namun begitu kita menekan karet gelang dengan jari dan memasukkan air ke dalam pipet, ilusi tersebut akan langsung hilang, dan kita hanya akan melihat pipet kaca - tanpa perlengkapan cermin. Itu dibuat seperti cermin oleh permukaan air yang bersentuhan dengan kaca, di belakangnya terdapat udara. Dari batas antara air dan udara (dalam hal ini kaca tidak diperhitungkan), sinar cahaya dipantulkan sepenuhnya dan menciptakan kesan spekularitas. Ketika pipet diisi dengan air, udara di dalamnya menghilang, pemantulan internal sinar sepenuhnya berhenti, karena sinar tersebut mulai masuk ke dalam air yang mengisi pipet.

Perhatikan gelembung udara yang terkadang ada pada air di bagian dalam kaca. Kilauan gelembung-gelembung ini juga merupakan hasil pantulan cahaya internal total dari batas air dan udara di dalam gelembung.

PERJALANAN SINAR CAHAYA DALAM PANDUAN PERANG

Meskipun sinar cahaya merambat dalam garis lurus dari sumber cahaya, sinar tersebut juga dapat dibuat mengikuti jalur melengkung. Saat ini, pemandu cahaya tertipis terbuat dari kaca, yang melaluinya sinar cahaya merambat jarak jauh dengan berbagai putaran.

Panduan cahaya paling sederhana dapat dibuat dengan cukup sederhana. Ini akan menjadi aliran air. Cahaya, yang merambat sepanjang pemandu cahaya tersebut, menemui belokan, dipantulkan dari permukaan bagian dalam pancaran, tidak dapat keluar ke luar dan bergerak lebih jauh di dalam pancaran hingga ujungnya. Air sebagian menghamburkan sebagian kecil cahaya, dan oleh karena itu dalam kegelapan kita masih akan melihat aliran cahaya redup. Jika air sedikit diputihkan dengan cat, alirannya akan bersinar lebih kuat.
Ambil bola tenis meja dan buat tiga lubang di dalamnya: untuk keran, untuk tabung karet pendek, dan di seberang lubang ini, lubang ketiga untuk bohlam senter. Masukkan bola lampu ke dalam bola dengan alas menghadap ke luar dan pasang dua kabel ke dalamnya, yang kemudian dihubungkan ke baterai dari senter. Amankan bola ke keran menggunakan selotip. Lapisi semua sambungan dengan plastisin. Kemudian bungkus bola tersebut dengan materi gelap.

Buka keran, tapi jangan terlalu banyak. Aliran air yang mengalir dari tabung harus membengkok dan jatuh di dekat keran. Mematikan lampu. Hubungkan kabel ke baterai. Sinar cahaya dari bola lampu akan melewati air menuju lubang tempat air mengalir. Cahaya akan mengalir sepanjang aliran. Anda hanya akan melihat cahayanya yang redup. Aliran cahaya utama mengikuti arus dan tidak lepas darinya meskipun ia membelok.

PENGALAMAN DENGAN SENDOK

Ambil sendok yang mengkilat. Jika dipoles dengan baik, bahkan akan tampak seperti cermin, memantulkan sesuatu. Asap di atas nyala lilin, dan buat menjadi lebih hitam. Sekarang sendoknya sudah tidak memantulkan apapun lagi. Jelaga menyerap semua sinar.

Nah, sekarang masukkan sendok asap tersebut ke dalam segelas air. Lihat: berkilau seperti perak! Kemana perginya jelaga itu? Apakah kamu membersihkan dirimu sendiri, atau apa? Anda mengeluarkan sendoknya - masih hitam...

Intinya di sini adalah partikel jelaga sulit dibasahi oleh air. Oleh karena itu, semacam lapisan tipis, seperti “kulit air”, terbentuk di sekitar sendok jelaga. Seperti gelembung sabun yang direntangkan di atas sendok seperti sarung tangan! Tapi gelembung sabun bersinar, memantulkan cahaya. Gelembung yang mengelilingi sendok juga memantulkan cahaya.
Misalnya, Anda bisa mengasapi telur di atas lilin dan merendamnya dalam air. Itu akan bersinar di sana seperti perak.

Semakin hitam semakin terang!

REFRAKSI CAHAYA

Anda tahu bahwa berkas cahaya itu lurus. Ingatlah seberkas sinar menerobos celah pada penutup jendela atau tirai. Sinar emas penuh partikel debu yang berputar-putar!

Tapi... fisikawan terbiasa menguji segala sesuatu secara eksperimental. Pengalaman dengan daun jendela, tentu saja, sangat jelas. Apa yang dapat Anda katakan tentang pengalaman dengan uang receh di dalam cangkir? Tidak tahu pengalaman ini? Sekarang kami akan melakukannya dengan Anda. Masukkan uang receh ke dalam cangkir kosong dan duduklah hingga tidak terlihat lagi. Sinar dari potongan sepuluh kopeck akan langsung mengenai mata, tetapi ujung cangkir menghalangi jalannya. Tetapi sekarang saya akan mengaturnya agar Anda dapat melihat koin sepuluh kopeck itu lagi.

Jadi saya tuangkan air ke dalam cangkir... Dengan hati-hati, sedikit demi sedikit, agar potongan sepuluh kopek itu tidak bergerak... Lebih, lebih...

Lihat, ini dia, sepotong sepuluh kopek!
Tampaknya benda itu melayang. Atau lebih tepatnya, letaknya di dasar cangkir. Tapi bagian bawahnya tampak naik, cangkirnya “dangkal”. Sinar langsung dari koin sepuluh kopeck tidak sampai kepada Anda. Sekarang sinarnya sudah mencapai. Tapi bagaimana cara mereka melewati tepi cangkir? Apakah mereka benar-benar bengkok atau patah?

Anda bisa menurunkan satu sendok teh secara miring ke dalam cangkir atau gelas yang sama. Lihat, itu rusak! Ujungnya yang terendam air pecah ke atas! Kami mengeluarkan sendoknya - utuh dan lurus. Jadi sinarnya benar-benar pecah!

Sumber: F. Rabiza "Eksperimen tanpa instrumen", "Halo fisika" L. Galperstein

Perhatian! Administrasi situs tidak bertanggung jawab atas konten pengembangan metodologi, serta kepatuhan pengembangan dengan Standar Pendidikan Negara Federal.

• Peserta: Maksimova Anna Alekseevna
• Ketua: Gusarova Irina Viktorovna

Tujuan pekerjaan - mempelajari fenomena cahaya dan sifat-sifat cahaya melalui eksperimen, memperhatikan tiga sifat utama cahaya: kelurusan rambat, pemantulan dan pembiasan cahaya pada media yang berbeda kepadatan.

Tugas:

1. Siapkan peralatan.
2. Lakukan eksperimen yang diperlukan.
3. Analisis dan dokumentasikan hasilnya.
4. Menarik kesimpulan.

Relevansi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita selalu menjumpai fenomena cahaya dan berbagai sifatnya; cara kerja banyak mekanisme dan perangkat modern juga terkait dengan sifat-sifat cahaya. Fenomena cahaya telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan masyarakat, sehingga kajiannya menjadi relevan.

Percobaan di bawah ini menjelaskan sifat-sifat cahaya seperti kelurusan rambat, pemantulan dan pembiasan cahaya.

Untuk memberikan dan mendeskripsikan eksperimen, edisi stereotip ke-13 dari buku teks A.V. Peryshkin “Fisika. kelas 8." (Bustard, 2010)

Tindakan pengamanan

Peralatan listrik yang terlibat dalam percobaan beroperasi penuh, tegangan pada peralatan tersebut tidak melebihi 1,5 V.

Peralatan ditempatkan secara stabil di atas meja, tatanan kerja tetap terjaga.

Di akhir percobaan, peralatan listrik dimatikan dan peralatan dilepas.

Eksperimen 1. Perambatan cahaya bujursangkar. (hal. 149, gbr. 120), (hal. 149, gbr. 121)

Tujuan pengalaman– buktikan kelurusan rambat sinar cahaya dalam ruang dengan menggunakan contoh yang jelas.

Perambatan cahaya bujursangkar adalah sifat yang paling sering kita jumpai. Dengan perambatan bujursangkar, energi dari sumber cahaya diarahkan ke suatu benda sepanjang garis lurus (sinar cahaya), tanpa membengkokkannya. Fenomena ini dapat menjelaskan adanya bayangan. Namun selain bayangan, ada juga penumbra, area yang diterangi sebagian. Untuk melihat dalam kondisi apa bayangan dan penumbra terbentuk dan bagaimana cahaya merambat, mari kita lakukan percobaan.

Peralatan: bola buram (pada seutas benang), selembar kertas, sumber cahaya titik (senter saku), bola buram (pada seutas benang) dengan ukuran lebih kecil yang sumber cahayanya tidak berupa titik, selembar kertas , tripod untuk mengamankan bola.

Kemajuan percobaan

Pembentukan bayangan

1. Mari kita susun objeknya secara berurutan: senter - bola pertama (dipasang pada tripod) - daun.
2. Kami menampilkan bayangan di lembar.

Kita melihat bahwa hasil percobaannya adalah bayangan seragam. Misalkan cahaya merambat dalam garis lurus, maka terbentuknya bayangan dapat dengan mudah dijelaskan: cahaya yang datang dari suatu sumber titik sepanjang sinar cahaya yang menyentuh titik-titik ekstrim bola terus berjalan dalam garis lurus dan di belakang bola, itulah sebabnya pada lembaran itu ruang di belakang bola tidak menyala.

Anggaplah cahaya merambat sepanjang garis lengkung. Dalam hal ini, sinar cahaya, ketika dibelokkan, akan jatuh melampaui bola. Kami tidak akan melihat bayangan itu, tetapi sebagai hasil percobaan, bayangan itu muncul.

Sekarang perhatikan kasus di mana penumbra terbentuk.

Pembentukan bayangan dan penumbra

1. Mari kita susun objeknya secara berurutan: senter - bola kedua (dipasang pada tripod) - lembaran.
2. Mari kita terangi bola itu dengan senter.
3. Kami mendapatkan bayangan, serta penumbra, yang ditampilkan pada lembar.

Kali ini hasil percobaannya adalah bayangan dan bayangan sebagian. Bagaimana bayangan itu terbentuk sudah diketahui dari contoh di atas. Kini, untuk menunjukkan bahwa pembentukan penumbra tidak bertentangan dengan hipotesis perambatan cahaya bujursangkar, fenomena tersebut perlu dijelaskan.
Pada percobaan kali ini kita mengambil sumber cahaya yang bukan berupa titik, yaitu terdiri dari banyak titik yang berhubungan dengan sebuah bola, yang masing-masing memancarkan cahaya ke segala arah. Perhatikan titik tertinggi sumber cahaya dan sinar cahaya yang memancar darinya hingga titik terendah bola. Jika kita mengamati pergerakan sinar di belakang bola menuju lembaran, kita akan melihat bahwa sinar tersebut jatuh pada batas cahaya dan penumbra. Sinar dari titik serupa yang menuju ke arah ini (dari titik sumber cahaya ke titik berlawanan dari objek yang disinari) menimbulkan penumbra. Namun jika kita perhatikan arah datangnya sinar cahaya dari titik yang ditunjukkan di atas ke titik atas bola, maka akan terlihat jelas bagaimana sinar tersebut jatuh ke daerah penumbra.

Dari percobaan ini kita melihat bahwa pembentukan penumbra tidak bertentangan dengan perambatan cahaya bujursangkar.

Kesimpulan

Dengan bantuan percobaan ini saya membuktikan bahwa cahaya merambat lurus, terbentuknya bayangan dan penumbra membuktikan kelurusan perambatannya.

Fenomena dalam hidup

Kelurusan perambatan cahaya banyak digunakan dalam praktik. Contoh paling sederhana adalah senter biasa. Sifat cahaya ini juga digunakan di semua perangkat yang mengandung laser: pengukur jarak laser, perangkat untuk memotong logam, penunjuk laser.

Di alam, properti ditemukan dimana-mana. Misalnya, cahaya yang menembus celah pada tajuk pohon membentuk garis lurus yang terlihat jelas melewati bayangan. Tentu saja, jika kita berbicara tentang skala besar, maka perlu disebutkan gerhana matahari, ketika bulan menimbulkan bayangan di bumi, itulah sebabnya matahari tidak terlihat dari bumi (tentu saja, kita berbicara tentang daerah yang diarsirnya) . Jika cahaya tidak merambat lurus, fenomena luar biasa ini tidak akan terjadi.

Eksperimen 2. Hukum pemantulan cahaya. (hal. 154, gbr. 129)

Tujuan pengalaman– buktikan bahwa sudut datang sinar sama dengan sudut pantulnya.

Pantulan cahaya juga merupakan sifat terpentingnya. Berkat pantulan cahaya yang ditangkap oleh mata manusia, kita dapat melihat objek apa pun.

Menurut hukum pemantulan cahaya, sinar datang dan sinar pantul terletak pada bidang yang sama dengan garis tegak lurus terhadap antarmuka antara dua media pada titik datang sinar; Sudut datang sama dengan sudut pantul. Mari kita periksa apakah sudut-sudut ini sama besar dengan percobaan, di mana kita mengambil cermin datar sebagai permukaan reflektif.

Peralatan: alat khusus, yaitu piringan dengan skala melingkar yang dicetak, dipasang pada dudukan; di tengah piringan terdapat cermin datar kecil yang terletak secara horizontal (alat tersebut dapat dibuat di rumah menggunakan busur derajat sebagai pengganti piringan). dengan skala melingkar), sumber cahayanya adalah iluminator yang dipasang pada tepi piringan atau laser pointer, lembaran untuk melakukan pengukuran.

Kemajuan percobaan

1. Tempatkan lembaran di belakang perangkat.
2. Mari kita nyalakan lampunya, arahkan ke tengah cermin.
3. Mari kita menggambar garis tegak lurus terhadap cermin pada titik datangnya sinar pada lembaran.
4. Mari kita ukur sudut datang (ﮮα).
5. Mari kita ukur sudut pantulan yang dihasilkan (ﮮβ).
6. Mari kita tuliskan hasilnya.
7. Mari kita ubah sudut datang dengan menggerakkan iluminator, ulangi langkah 4, 5 dan 6.
8. Mari kita bandingkan hasilnya (besar sudut datang dengan besar sudut pantul pada setiap kasus).

Hasil percobaan pada kasus pertama:

∠α = 50°

∠β = 50°

∠α = ∠β

Dalam kasus kedua:

∠α = 25°

∠β = 25°

∠α = ∠β

Dari pengalaman jelas bahwa sudut datang berkas cahaya sama dengan sudut pantulnya. Cahaya yang mengenai permukaan cermin dipantulkan pada sudut yang sama.

Kesimpulan

Dengan bantuan pengalaman dan pengukuran, saya membuktikan bahwa ketika cahaya dipantulkan, sudut datangnya sama dengan sudut pantul.

Fenomena dalam hidup

Fenomena ini kita jumpai di mana-mana, karena kita melihat cahaya yang dipantulkan dari objek dengan mata kita. Contoh nyata yang mencolok di alam adalah pantulan cahaya terang yang menyilaukan pada air dan permukaan lain dengan reflektifitas yang baik (permukaan menyerap lebih sedikit cahaya daripada yang dipantulkannya). Selain itu, Anda juga harus mengingat sinar matahari yang dapat dibuat oleh setiap anak dengan bantuan cermin. Mereka tidak lebih dari seberkas cahaya yang dipantulkan dari cermin.

Manusia menggunakan hukum pemantulan cahaya pada perangkat seperti periskop, reflektor cahaya cermin (misalnya reflektor pada sepeda).

Ngomong-ngomong, dengan menggunakan pantulan cahaya dari cermin, para pesulap menciptakan banyak ilusi, misalnya ilusi “Kepala Terbang”. Laki-laki itu ditaruh di dalam kotak di antara dekorasi sehingga hanya kepalanya yang terlihat dari kotak itu. Dinding kotak ditutupi dengan cermin yang condong ke arah pemandangan, pantulannya membuat kotak itu tidak terlihat dan seolah-olah tidak ada apa-apa di bawah kepalanya dan tergantung di udara. Pemandangan yang tidak biasa dan menakutkan. Trik dengan refleksi juga terjadi di bioskop ketika diperlukan pertunjukan hantu di atas panggung. Cermin-cermin itu “berkabut” dan dimiringkan sehingga cahaya yang dipantulkan dari ceruk di belakang panggung dapat terlihat di dalam auditorium. Aktor yang memerankan hantu sudah muncul di niche tersebut.

Eksperimen 3. Pembiasan cahaya.(hal. 159, gbr. 139)

Tujuan pengalaman- buktikan bahwa perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias bernilai konstan untuk dua media; buktikan bahwa sudut datang berkas cahaya (≠ 0°) yang datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat lebih besar daripada sudut biasnya.

Dalam kehidupan kita sering menjumpai pembiasan cahaya. Misalnya, ketika kita meletakkan sendok yang benar-benar lurus ke dalam segelas air transparan, kita melihat bayangannya melengkung pada batas dua media (udara dan air), padahal sebenarnya sendok itu tetap lurus.

Untuk mengkaji fenomena ini dengan lebih baik, pahami mengapa hal ini terjadi dan buktikan hukum pembiasan cahaya (sinar, datang dan dibiaskan, terletak pada bidang yang sama dengan garis tegak lurus ditarik ke antarmuka antara dua media pada titik datang sinar; perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias adalah nilai konstan untuk dua lingkungan) dengan menggunakan sebuah contoh, mari kita lakukan percobaan.

Peralatan: dua media yang berbeda massa jenisnya (udara, air), wadah air transparan, sumber cahaya (laser pointer), selembar kertas.

Kemajuan percobaan

1. Tuang air ke dalam wadah dan letakkan daun di belakangnya agak jauh.
2. Mari kita arahkan seberkas cahaya ke dalam air dengan sudut ≠ 0°, karena pada 0° tidak terjadi pembiasan, dan berkas tersebut berpindah ke medium lain tanpa perubahan.
3. Mari kita menggambar garis tegak lurus pada antarmuka antara dua media pada titik datang berkas.
4. Mari kita ukur sudut datang berkas cahaya (∠α).
5. Mari kita ukur sudut bias berkas cahaya (∠β).
6. Mari kita bandingkan sudut-sudutnya dan buat perbandingan sinusnya (untuk mencari sinusnya, Anda bisa menggunakan tabel Bradis).
7. Mari kita tuliskan hasilnya.
8. Mari kita ubah sudut datang dengan menggerakkan sumber cahaya, ulangi langkah 4-7.
9. Mari kita bandingkan nilai rasio sinus pada kedua kasus.

Mari kita asumsikan bahwa sinar cahaya, yang melewati media dengan kepadatan berbeda, mengalami pembiasan. Dalam hal ini, sudut datang dan bias tidak boleh sama, dan perbandingan sinus sudut-sudut tersebut tidak sama. Jika tidak terjadi pembiasan, yaitu cahaya merambat dari satu medium ke medium lain tanpa mengubah arahnya, maka sudut-sudut tersebut akan sama besar (perbandingan sinus sudut-sudut yang sama besar adalah satu). Untuk mengkonfirmasi atau menyangkal asumsi tersebut, perhatikan hasil percobaan.

Hasil percobaan pada kasus pertama:

∠α = 20

∠β = 15

∠α >∠β

sin∠α = 0,34 = 1,30

sin∠β 0,26

Hasil percobaan pada kasus kedua:

∠α ˈ= 50

∠β ˈ= 35

∠α ˈ > ∠β ˈ

sin∠α ˈ= 0,77 = 1,35

sin∠β ˈ 0,57

Perbandingan rasio sinus:

1,30 ~1,35 (karena kesalahan pengukuran)

sin∠α = sin∠α ˈ = 1,3

sin∠β sin∠β ˈ

Berdasarkan hasil percobaan, ketika cahaya dibiaskan dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, sudut datangnya lebih besar dari sudut biasnya. perbandingan sinus sudut datang dan sudut bias adalah sama (tetapi tidak sama dengan satu), yaitu nilai konstan untuk dua media tertentu. Arah pancaran sinar ketika memasuki suatu medium yang berbeda kerapatannya berubah karena adanya perubahan kecepatan cahaya dalam medium tersebut. Dalam medium yang lebih padat (di sini, air), cahaya merambat lebih lambat, itulah sebabnya sudut cahaya melewati ruang berubah.

Kesimpulan

Dengan menggunakan eksperimen dan pengukuran saya, saya membuktikan bahwa ketika cahaya dibiaskan, rasio sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias adalah nilai konstan untuk kedua media ketika sinar cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke media yang lebih rapat, sudut datangnya lebih kecil dari sudut biasnya.

Fenomena dalam hidup

Kita juga cukup sering menjumpai pembiasan cahaya; kita dapat memberikan banyak contoh distorsi gambar tampak ketika melewati air dan media lainnya. Contoh yang paling menarik adalah penampakan fatamorgana di gurun pasir. Fatamorgana terjadi ketika sinar cahaya yang melewati lapisan udara hangat (kurang padat) ke lapisan dingin dibiaskan, yang sering terlihat di gurun.

Oleh manusia, pembiasan cahaya digunakan pada berbagai perangkat yang mengandung lensa (cahaya dibiaskan saat melewati lensa). Misalnya pada alat optik seperti teropong, mikroskop, teleskop, dan kamera. Seseorang juga mengubah arah cahaya dengan melewatkannya melalui sebuah prisma, dimana cahaya tersebut dibiaskan beberapa kali, masuk dan keluar.

Tujuan pekerjaan telah tercapai.

Astronom Yunani Claudius Ptolemy (c. 130 M) adalah penulis buku luar biasa yang menjadi buku teks utama astronomi selama hampir 15 abad. Namun, selain buku teks astronomi, Ptolemy juga menulis buku “Optik”, di mana ia menguraikan teori penglihatan, teori cermin datar dan bola, serta studi tentang fenomena pembiasan cahaya. Ptolemy menemukan fenomena pembiasan cahaya saat mengamati bintang. Dia memperhatikan bahwa seberkas cahaya, yang berpindah dari satu medium ke medium lainnya, “pecah”. Oleh karena itu, sinar bintang yang melewati atmosfer bumi sampai ke permukaan bumi tidak lurus, melainkan sepanjang garis lengkung, sehingga terjadi pembiasan. Kelengkungan sinar terjadi karena kepadatan udara berubah seiring ketinggian.

Untuk mempelajari hukum pembiasan, Ptolemeus melakukan percobaan berikut. Dia mengambil lingkaran itu dan memasangnya pada sumbu penggaris aku 1 dan aku 2 sehingga dapat berputar bebas mengelilinginya (lihat gambar). Ptolemeus membenamkan lingkaran ini ke dalam air hingga diameter AB dan, memutar penggaris bawah, memastikan bahwa penggaris terletak pada garis lurus yang sama untuk mata (jika Anda melihat sepanjang penggaris atas). Setelah itu, ia mengeluarkan lingkaran tersebut dari air dan membandingkan sudut datang α dan sudut bias β. Ini mengukur sudut dengan akurasi 0,5°. Angka-angka yang diperoleh Ptolemy disajikan dalam tabel.

Ptolemy tidak menemukan “rumus” hubungan antara dua rangkaian angka tersebut. Namun jika kita menentukan sinus sudut-sudut tersebut, ternyata perbandingan sinus-sinus tersebut dinyatakan dengan angka yang hampir sama, bahkan dengan pengukuran sudut yang kasar seperti yang dilakukan Ptolemy.

• Tugas No.161772

Dalam teks, refraksi mengacu pada fenomena

perubahan arah rambat berkas cahaya akibat pemantulan pada batas atmosfer

perubahan arah rambat berkas cahaya akibat pembiasan di atmosfer bumi

penyerapan cahaya saat merambat melalui atmosfer bumi

membengkokkan berkas cahaya di sekitar rintangan dan dengan demikian menyimpang dari perambatan bujursangkar

• Tugas No.90B309

Dalam suasana tenang, posisi bintang yang tidak tegak lurus permukaan bumi pada titik pengamat berada diamati. Bagaimana posisi nyata bintang-bintang - di atas atau di bawah posisi sebenarnya relatif terhadap cakrawala? Jelaskan jawabanmu.

• Tugas #DCF7E6

Yang manakah kesimpulan berikut ini bertentangan Eksperimen Ptolemy?

sudut bias lebih kecil dari sudut datang ketika sinar berpindah dari udara ke air

Ketika sudut datang meningkat, sudut bias meningkat secara linier

perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut bias tidak berubah

sinus sudut bias bergantung linier pada sinus sudut datang

• Tugas No.EEB9E2

Akibat pembiasan cahaya pada suasana tenang, letak bintang-bintang di langit relatif terhadap cakrawala

lebih tinggi dari posisi sebenarnya

di bawah posisi sebenarnya

digeser ke satu sisi atau sisi lain secara vertikal relatif terhadap posisi sebenarnya

cocok dengan posisi sebenarnya

Aurora

Diketahui bahwa di tempat-tempat di dunia yang terletak di luar Lingkaran Arktik utara atau selatan, pada malam kutub, cahaya dengan berbagai warna dan bentuk memancar di langit. Ini adalah aurora. Terkadang tampak seperti busur homogen, diam atau berdenyut, terkadang tampak terdiri dari banyak sinar dengan panjang berbeda, berkilau, melengkung menjadi pita, dll. Warna pancaran ini hijau kekuningan, merah, abu-abu ungu. Untuk waktu yang lama, sifat dan asal muasal aurora masih misterius, dan baru belakangan ini dapat dijelaskan. Aurora dapat dipastikan terjadi pada ketinggian 80 hingga 1000 km di atas bumi, paling sering pada ketinggian sekitar 100 km. Diketahui lebih lanjut bahwa aurora adalah pancaran gas yang dijernihkan di atmosfer bumi.

Ada hubungan antara aurora dan sejumlah fenomena lainnya. Pengamatan jangka panjang menunjukkan bahwa periode frekuensi maksimum aurora berulang secara teratur dengan interval 11,5 tahun. Selama setiap periode waktu tersebut, jumlah aurora pertama-tama menurun dari tahun ke tahun, dan kemudian mulai meningkat, mencapai maksimum setelah 11,5 tahun.

Ternyata bentuk dan posisi bintik hitam di piringan matahari juga berubah secara berkala, dengan jangka waktu 11,5 tahun. Selain itu, pada tahun-tahun dimana bintik matahari maksimum, atau dikatakan pada tahun-tahun aktivitas matahari maksimum, jumlah aurora juga mencapai maksimum. Perubahan jumlah badai magnet memiliki periodisitas yang sama; jumlahnya juga mencapai maksimum pada tahun-tahun dengan aktivitas matahari terbesar.

Membandingkan fakta-fakta ini, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa bintik matahari adalah tempat aliran partikel bermuatan - elektron - terlempar ke luar angkasa dengan kecepatan luar biasa. Begitu berada di lapisan atas atmosfer kita, elektron dengan energi tinggi mengionisasi gas penyusunnya dan membuatnya bersinar.

Elektron yang sama ini mempengaruhi medan magnet bumi. Partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari mendekati Bumi dan memasuki medan magnet Bumi. Elektron yang bergerak dalam medan magnet dikenai gaya Lorentz, yang membelokkannya dari arah gerak aslinya. Telah terbukti bahwa partikel bermuatan yang dibelokkan oleh medan magnet bumi hanya dapat mencapai wilayah subpolar bumi. Teori ini sesuai dengan sejumlah besar fakta dan saat ini diterima secara umum.

• Tugas No.16D4EC

Apa itu aurora borealis?

pelepasan listrik di atmosfer

arus listrik dalam elektrolit, yaitu udara lembab

pancaran gas yang dijernihkan dari atmosfer bumi

energi yang dipancarkan Matahari

• Tugas No.AFAFAB

Mengapa aurora terlihat di daerah kutub?

A. Partikel bermuatan dibelokkan sedemikian rupa oleh medan magnet bumi sehingga hanya bisa masuk ke wilayah subpolar Bumi.

B. Atmosfer di daerah kutub adalah yang paling tipis, dan elektron dapat memperoleh energi yang cukup besar sebelum bertabrakan dengan molekul.

Jawaban yang benar adalah

bukan A dan B

• Tugas No. E3C44B Tunda Tandai telah diselesaikan

Apa sifat aurora?

ionisasi molekul gas yang terkandung di udara oleh elektron cepat

pancaran gas yang dikeluarkan setiap detik oleh Matahari ke ruang antar planet

pancaran elektron cepat yang dipancarkan Matahari

pancaran arus udara yang naik dari tanah

Kamuflase dan membuka kedok

Warna objek berbeda yang disinari oleh sumber cahaya yang sama (misalnya Matahari) bisa sangat beragam. Saat mengamati suatu benda buram, kita merasakan warnanya bergantung pada radiasi yang dipantulkan dari permukaan benda tersebut dan masuk ke mata kita.

Fraksi fluks cahaya yang dipantulkan dari permukaan benda dicirikan oleh koefisien refleksi ρ. Benda putih memantulkan semua radiasi yang datang padanya (koefisien refleksi ρ mendekati satu untuk semua panjang gelombang), benda hitam menyerap semua radiasi yang datang padanya (koefisien refleksi ρ hampir nol untuk semua panjang gelombang). Koefisien refleksi dapat bergantung pada panjang gelombang, itulah sebabnya berbagai warna benda di sekitar kita muncul.

Sebuah objek yang reflektansinya memiliki nilai praktis yang sama untuk semua panjang gelombang dengan latar belakang sekitarnya menjadi tidak dapat dibedakan bahkan dalam pencahayaan yang terang. Di alam, melalui proses seleksi alam, banyak hewan memperoleh warna pelindung (mimikri).

Ini juga digunakan dalam urusan militer untuk kamuflase warna pasukan dan instalasi militer. Dalam praktiknya, sulit untuk memastikan bahwa koefisien refleksi objek dan latar belakang sama untuk semua panjang gelombang. Mata manusia paling sensitif terhadap bagian spektrum kuning-hijau, jadi ketika menutupinya, mereka mencoba mencapai kesetaraan koefisien refleksi terutama untuk bagian spektrum ini. Namun jika objek yang disamarkan sedemikian rupa tidak diamati dengan mata, melainkan difoto, maka kamuflase tersebut bisa kehilangan maknanya. Memang benar, pelat fotografi sangat dipengaruhi oleh radiasi ungu dan ultraviolet. Ketidaksempurnaan kamuflase juga akan terlihat jelas jika diamati melalui filter cahaya yang secara praktis menghilangkan panjang gelombang yang dirancang untuk kamuflase tersebut.

Tugas No.B9EC71

Warna rumput hijau apa yang akan muncul jika dilihat melalui filter merah? Jelaskan jawabanmu.

Informasi terkait.

1. Kami melakukan percobaan pembiasan cahaya

Mari kita lakukan eksperimen seperti itu. Mari kita arahkan seberkas cahaya sempit ke permukaan air dalam bejana lebar dengan sudut tertentu terhadap permukaan. Kita akan melihat bahwa pada titik datangnya sinar tidak hanya dipantulkan dari permukaan air, tetapi juga sebagian masuk ke dalam air, mengubah arahnya (Gbr. 3.33).

• Perubahan arah rambat cahaya ketika melewati antarmuka antara dua media disebut pembiasan cahaya.

Penyebutan pertama tentang pembiasan cahaya dapat ditemukan dalam karya filsuf Yunani kuno Aristoteles, yang bertanya-tanya: mengapa sebatang tongkat tampak patah di dalam air? Dan dalam salah satu risalah Yunani kuno dijelaskan eksperimen berikut: “Anda harus berdiri agar cincin datar yang diletakkan di bagian bawah bejana tersembunyi di balik tepinya. Kemudian, tanpa mengubah posisi mata, tuangkan air ke dalam wadah.

Beras. 3.33 Skema percobaan untuk menunjukkan pembiasan cahaya. Melewati dari udara ke air, seberkas cahaya berubah arahnya, bergeser ke arah tegak lurus yang terjadi pada titik datangnya sinar tersebut.

2. Terdapat hubungan antara sudut datang dan sudut bias sebagai berikut:

a) jika sudut datang bertambah, sudut bias juga bertambah;

b) jika seberkas cahaya merambat dari medium yang kerapatan optiknya lebih rendah ke medium yang kerapatan optiknya lebih tinggi, maka sudut biasnya akan lebih kecil dari sudut datangnya;

c) jika seberkas cahaya merambat dari medium yang kerapatan optiknya lebih tinggi ke medium yang kerapatan optiknya lebih rendah, maka sudut biasnya akan lebih besar daripada sudut datangnya.

(Perlu dicatat bahwa di sekolah menengah, setelah mengikuti kursus trigonometri, Anda akan menjadi lebih akrab dengan pembiasan cahaya dan mempelajarinya pada tingkat hukum.)

4. Kami menjelaskan beberapa fenomena optik melalui pembiasan cahaya

Ketika kita, berdiri di tepi suatu waduk, mencoba menentukan kedalamannya dengan mata, selalu tampak lebih kecil dari yang sebenarnya. Fenomena ini dijelaskan oleh pembiasan cahaya (Gbr. 3.37).

Beras. 3. 39. Alat optik yang pengoperasiannya didasarkan pada fenomena pembiasan cahaya

• pertanyaan tes

1. Fenomena apa yang kita amati ketika cahaya melewati antarmuka antara dua media?

L.I. Mandelstam mempelajari perambatan gelombang elektromagnetik, terutama cahaya tampak. Dia menemukan sejumlah efek, beberapa di antaranya sekarang menggunakan namanya (hamburan Raman, efek Mandelstam-Brillouin, dll.).