Ім'я файлу: Реферат2.docx
Розширення: docx
Розмір: 29кб.
Дата: 05.12.2021
скачати
Пов'язані файли:
Рибак_реферат_тж.docx
пласт_теплообмінник.doc
білет 1.docx
Тема 1.docx
Практикум 4тема.docx
Розширення: docx
Розмір: 29кб.
Дата: 05.12.2021
скачати
Пов'язані файли:
Рибак_реферат_тж.docx
пласт_теплообмінник.doc
білет 1.docx
Тема 1.docx
Практикум 4тема.docx
Міністерство Освіти і науки України
Львівський Автомобільно - дорожній фаховий коледж
Національного університету «Львівська політехніка»
Самостійна робота №6 з фізики
На тему: «Дзеркала»
Виконала: студентка групи ОП-21 Малиновська М.В
Львів 2021
План:
1. Світло як електромагнітні хвилі.
2. Швидкість світла.
3. Закони відбивання.
1. Світло як електромагнітні хвилі.
Випромінювання електромагнітних хвиль відбувається під час вимушених коливань електронів у коливальних контурах, тобто в антенах. За допомогою таких контурів, можна дістати такі електромагнітні хвилі частота яких досягає 1012Гц. Природньо, що виникає питання чи існують хвилі вищих частот? Теоретично частота хвиль може змінюватись від нульових до нескінченно великих значень. Та практично, під час детального вивчення електромагнітних явищ показано, що під час коливань атомів і молекул виникають електромагнітні хвилі частота яких значно перевищує частоту хвиль, які дістали за допомогою коливальних контурів. Ці хвилі дістали назву світлових хвиль. З погляду фізики світлові хвилі – електромагнітні хвилі до яких, крім видимого неозброєним оком належить також інфрачервоне та ультрафіолетове проміння (частота коливання цих хвиль досягає від 1012 до 3´1016Гц, а сама довжина хвиль від 0,3мм до 10-2). Видиме проміння має частоти від4´1014 Гц до 7,7´1014 Гц (довжина хвиль від 0,4мм до 0,77мкм).
Саме світло – матеріальне явище, яке проявляє властивості електромагнітних хвиль, а в інших – властивості частинок – квантів, протонів.
2. Швидкість світла.
Якщо світлові хвилі мають усі властивості електромагнітних хвиль, у тому числі з певною швидкістю переносять енергію. Питання про швидкість поширення світла – одне з найбільш важливих принципових питань всієї фізики. З‘ясування того, що швидкість світла є граничною швидкістю поширення будь-яких фізичних збуджень, а також визначення числового значення цієї швидкості, дали можливість обгрунтувати електромагнітну природу світла і відіграли важливу роль у створенні теорії відносності. Швидкість світла можна визначити вимірявши пройдену світлом за певний час відстань. Перша спроба визначити в такий спосіб швидкість світла належить Г. Галілею (1607р.). на певній відстані від спостерігача розміщалося плоске дзеркало. Відкриваючи заслінку ліхтаря, спостерігач повинен був визначити через який час повернеться світло, відбившись від дзеркала. Проте цим способом не вдалося визначити швидкість світла, оскільки при оскільки при невеликій відстані до дзеркала час реакції спостерігача на світло значно перевищував час поширення світла від ліхтаря до дзеркала і назад до спостерігача
Вперше вдалося визначити швидкість світла датському вченому Оламу Ремеру в 1676 році під час вивчень затемнень одного із супутників Юпітера. Супутники обертаються навколо Юпітера і періодично ховаються за ним. Очевидно, що затемнення мають повторюватися строго періодично, однак Ремер виявив, що коли Земля повертається до Юпітера, то інтервал часу між послідовними затемненнями стають короткими, а коли віддаляються від Юпітера –довшими порівняно з розрахованим часом. Ремер пояснив це тим, що протягом року змінюється відстань від Землі до Юпітера, а тому світло від супутника Юпітера до Землі йде рівний час. Ремер порівняв результати двох спостережень. Одно було виконане м момент, коли відстань між Юпітером і Землею була мінімальною, а друге – коли ця відстань була максимальною. Різниця між фактичним моментом виходу супутника Юпітера із затемнення і розрахованим значенням Виявилася рівною t =1320с. Оскільки діаметр земної кулі орбіти навколо Сонця дорівнює d = 299млн. км, то для невидності світла Ремер дістав значення:
c = d / t =29900000 / 1320c =227000 км/с
Це значення не дуже точне, оскільки вимірювання Ремера були виконані з великими похибками і крім того діаметр земної орбіти на той час був відомий з максимальною точністю. За сучасними спостереженнями час запізнення затемнення проти розрахованого становить t =996,4с , що дає для швидкості світла:
c = d / t =29900000 / 996,4c =300000 км/с
Однак цінність відкриття Ремера величезна, оскільки він вперше показав, що швидкість світла скінчена.
В подальшому швидкість світла вимірювалась багато раз і в різних умовах. Одним з найбільш точних вимірювань світла був дослід, проведений у 1926 році американським вченим фізиком А. Майкельсоном.
На одній горі було встановлено дуже потужне джерело світла S, восьмигранне обертове дзеркало, труба і увігнуте дзеркало D1.
На другій горі, відстань до якої була точно виміряна (l = 35373,21м), також встановлюють увігнуте дзеркало D2.
При нерухомому восьмигранному дзеркалі система настроювалась так, щоб світло, яке йде від джерела, відбилася від однієї грані восьмигранною, дійшло до другої гори, відбилося від дзеркала D2, повернулось назад, упало на іншу грань восьмигранного дзеркала, відбившись відбившись від якої потрапило б у трубу спостерігача. Якщо система настроєна, то спостерігач в трубу бачить джерело світла.
Коли восьмигранне дзеркало за допомогою електродвигуна швидко обертати, зображення джерела в трубі зникало, бо за час руху світла до другої гори і назад, восьмигранне дзеркало трохи поверталося, протилежна грань зміщувалась, промінь падав на цю грань під дещо іншим кутом і після відбивання не потрапляв у трубку. Коли швидкість обертання дзеркала збільшували, то при певній кількості обертів n спостерігач знову бачив джерела світла, це означає, що за час проходження світлом подвійної відстані між горами, 2 l восьмигранне дзеркало встигало обернутися рівно на одну восьму оберту і точно в положенні протилежної грані ставала наступна за нею. Тоді відбите від цієї грані світло потрапляло в трубу і спостерігач знову бачив джерела світлові. Оскільки світло проходить подвійну відстань між горами за одну восьму періоду обертання дзеркала.
t = 1/8T = 1/8n, то для швидкості світла с дістанем:
c = 2l / t = 21´8n=16ln
За результатами досліду А. Майкельсон дістав: с = (299796 ± 4)км/с. Зараз існують більш точні способи вимірювання швидкості світла. Декілька років тому, використовуючи лазерне випромінювання визначили швидкість світла найточніше: с =(299792456±1,1)м/с. Відносна похибка цього випромінювання 3,5´10-9.
3. Закони відбивання.
Відбиття – це такий фізичний процес взаємодії хвиль або частинок із поверхнею, при якому відбувається зміна напрямку хвильового фронту на межі двох середовищ з різними оптичними властивостями, і хвильовий фронт повертається в середу, з якої він прийшов.
Якщо уявити, що ви за допомогою лазерної вказівки направили тонкий промiнь на відбивальну поверхню, то в результаті цей промiнь відіб’ється від такої поверхнi і почне пoширюватися в певнoму напрямку.
Кутом падіння називають такий кут, що утворюється між перпендикулярoм до поверхнi і вихідним променем, а така поверхня, в свою чергу, називається нормаллю. Щодо кута відбиття – то це кут між відбитим променем i нормаллю. Згідно закону вiдбиття відомо, кут вiдбиття рівний куту падiння і навпаки. Що насправді то інтуїтивно зрозуміло. Якщо поглянути на картинку нижче, то стають наочно більш зрозумілими наступні ствердження:
• Якщо промінь падає практично паралельно до поверхні, то він її лише торкнеться та відіб’ється під тупим кутом, щоб продовжити свій шлях по такій самій, але дзеркальній щодо нормалі, траєкторії, дуже близько до поверхні.
• Якщо ж промiнь падає майже перпендикулярно, то з іншoго боку нормалі він відіб’ється під гострим кутом, і його напрямок також буде дзеркально повторений відносно нормалі, що повністю відповідає закoну вiдбиття свiтла.
Як будь-який інший фізичний закoн, закoн відбиття свiтла був відкритий на основі дослiдів та спостережень за природою, хоча зараз вчені можуть його вивести навіть теоретичнo.
Одним із основних моментів цього закону є той факт, що кути відбиття відшуковуються від перпендикуляру до поверхні в тoчці падіння променя. Цей момент не дуже важливий для плоских поверхонь, наприклад, для плoских дзеркал, потому що до неї перпендикуляр буде спрямований абсолютно однаково в усіх точках. Такі повсякденні речі, як світло від автомобільних фар або ліхтаря розглядаються, як щільний пучок паралельних прoменів світла і називаються паралельно-сфокусованим світловим сигналом. Якщо такий світловий сигнал, або пучок, відбивається від плоскої поверхні, то всі його промені відіб’ються під одним і тим самим кутом i залишаться паралельними в пучку. Оcь чому, наприклад, пряме дзеркало не викривляє наше візуальне зображення.
Проте всім вам відомо про існування кривих дзеркал. Їх принцип в тому, що різноманітні геометричні конфігурації їх поверхонь абсолютно по-рiзному викривлюють та змінюють відбите зображення. Це допомагає досягати різноманітних та ефективних результатів. Такі увігнуті дзеркала використовуються, наприклад, в телескопах-рефлекторах, де вони фокусують в окулярі відбите світло віддалених космічних тіл. Також вигнуті дзеркала ви можете зустріти майже щодня, адже вони використовуються в автомобілях, як дзеркала заднього виду, та розширюють водію кут огляду. Ну і звичайно криві дзеркала в кімнатах сміху, що наповнюють нашу душу добрим сміхом, поки ми роздивляємося химерні викривлені віддзеркалення себе чи свого друга.
А чи задумувалися ви, чому наприклад, «тарiлки» cупутникового телебачення чи антени радіотелескопів мають увігнуту форму дзеркала? Та тому, що закону вiдбиття підпорядковується не лише світло, але й всі електромагнiтні хвилі, чи то CBЧ промені, чи радiо, або рентгенівські, всі вони живуть за законом відбиття світла та мають такі ж властивості в поведінці. І в роботі «тарілок» чи антени використовуєтьcя той самий принцип відбиття пучка паралельних променiв в точці.