Պտղոմեոսի փորձերը լույսի բեկման վերաբերյալ։ Լույսի բեկում (7-րդ դասարան) – Գիտելիքների հիպերմարկետի քողարկում և դիմակազերծում

Թողարկում 3

Ժամանցային գիտությունների ակադեմիայի ֆիզիկայի տեսադասում պրոֆեսոր Դանիիլ Էդիսոնովիչը շարունակում է հաղորդման նախորդ դրվագում սկսված լույսի մասին խոսակցությունը։ Հեռուստադիտողներն արդեն գիտեն, թե ինչ է լույսի արտացոլումը, բայց ի՞նչ է լույսի բեկումը: Հենց լույսի բեկումն է բացատրում որոշ տարօրինակ օպտիկական երևույթներ, որոնք մենք կարող ենք դիտարկել մեր առօրյա կյանքում:

Լույսի բեկման երեւույթը

Ինչու՞ են ջրի մեջ կանգնած մարդկանց ոտքերը թվում իրականում ավելի կարճ, իսկ եթե նայեք գետի հատակին, այն ավելի մոտ է թվում: Ամեն ինչ լույսի բեկման երեւույթի մասին է: Լույսը միշտ փորձում է շարժվել ուղիղ գծով՝ ամենակարճ ճանապարհով։ Բայց մի ֆիզիկական միջավայրից արևի ճառագայթների մեկ այլ հատված հասնելը փոխում է ուղղությունը: Այս դեպքում գործ ունենք լույսի բեկման երեւույթի հետ։ Ահա թե ինչու մի բաժակ թեյի գդալը կոտրված է թվում. թեյի մեջ գտնվող գդալի մասի լույսը մեր աչքերին է հասնում այլ անկյան տակ, քան գդալի այն հատվածի լույսը, որը գտնվում է հեղուկի մակերեսից վեր։ . Այս դեպքում լույսի բեկումը տեղի է ունենում օդի և ջրի սահմանին: Անդրադարձելիս լույսի ճառագայթը անցնում է ամենակարճ ճանապարհով, իսկ բեկվելիս՝ ամենաարագը: Օգտագործելով լույսի արտացոլման և բեկման օրենքները՝ մարդիկ ստեղծել են շատ բաներ, առանց որոնց մեր այսօրվա կյանքն անհնար է պատկերացնել: Աստղադիտակներ, պերիսկոպներ, մանրադիտակներ, խոշորացույցներ, այս ամենը անհնար կլիներ ստեղծել առանց լույսի բեկման և անդրադարձման օրենքների իմացության: Խոշորացույցը մեծանում է, քանի որ, անցնելով դրա միջով, լույսի ճառագայթները աչք են մտնում ավելի մեծ անկյան տակ, քան բուն առարկայից արտացոլված ճառագայթները: Դա անելու համար օբյեկտը պետք է տեղադրվի խոշորացույցի և դրա օպտիկական ֆոկուսի միջև: Օպտիկական ֆոկուս; սա այն կետն է, որտեղ սկզբնական շրջանում զուգահեռ ճառագայթները հատվում են (կենտրոնանում) հավաքող համակարգով անցնելուց հետո (կամ որտեղ դրանց ընդարձակումները հատվում են, եթե համակարգը ցրվում է): Ոսպնյակը (օրինակ՝ ակնոցի ոսպնյակը) ունի երկու կողմ, ուստի լույսի ճառագայթը բեկվում է երկու անգամ՝ մտնելով և դուրս գալով ոսպնյակից: Ոսպնյակի մակերեսը կարող է լինել կոր, գոգավոր կամ հարթ, ինչը հստակ որոշում է, թե ինչպես է դրա մեջ տեղի ունենալու լույսի բեկման երեւույթը։ Եթե ​​ոսպնյակի երկու կողմերն էլ ուռուցիկ են, ապա դա կոնվերգենտ ոսպնյակ է: Նման ոսպնյակի մեջ բեկված լույսի ճառագայթները կենտրոնացած են մեկ կետում: Սա կոչվում է ոսպնյակի հիմնական կիզակետ: Գոգավոր կողմերով ոսպնյակը կոչվում է շեղվող ոսպնյակ: Առաջին հայացքից այն զուրկ է ուշադրության կենտրոնում, քանի որ նրա միջով անցնող ճառագայթները ցրված են և շեղվում են դեպի կողքերը։ Բայց եթե այս ճառագայթները վերաուղղորդենք ետ, ապա դրանք, կրկին անցնելով ոսպնյակի միջով, կհավաքվեն մի կետում, որը կլինի այս ոսպնյակի կիզակետը: Մարդու աչքի մեջ ոսպնյակ կա, այն կոչվում է ոսպնյակ: Այն կարելի է համեմատել ֆիլմի պրոյեկտորի հետ, որը պատկերը նախագծում է էկրանին՝ աչքի հետևի պատին (ցանցաթաղանթ): Այսպիսով, պարզվում է, որ լիճը հսկա ոսպնյակ է, որն առաջացնում է լույսի բեկման ֆենոմենը: Ահա թե ինչու դրանում կանգնած ձկնորսների ոտքերը կարճ են թվում։ Ոսպնյակների շնորհիվ երկնքում հայտնվում են նաև ծիածաններ։ Նրանց դերը խաղում են ջրի կամ ձյան մասնիկների փոքրիկ կաթիլները: Ծիածաններն առաջանում են, երբ արևի լույսը բեկվում և արտացոլվում է մթնոլորտում լողացող ջրի կաթիլներով (անձրև կամ մառախուղ): Այս կաթիլները տարբեր գույների լույսը տարբեր կերպ են թեքում: Արդյունքում սպիտակ լույսը քայքայվում է սպեկտրի մեջ (տեղի է ունենում լույսի ցրում)։ Դիտորդը, ով կանգնած է մեջքով դեպի լույսի աղբյուրը, տեսնում է մի բազմագույն փայլ, որը բխում է տարածությունից շրջանագծերով (աղեղներով):

Լույսի հետ կապված գործընթացները ֆիզիկայի կարևոր բաղադրիչ են և շրջապատում են մեզ ամենուր մեր առօրյա կյանքում: Այս իրավիճակում ամենակարևորը լույսի արտացոլման և բեկման օրենքներն են, որոնց վրա հիմնված է ժամանակակից օպտիկան։ Լույսի բեկումը ժամանակակից գիտության կարևոր մասն է:

Խեղաթյուրման ազդեցություն

Այս հոդվածը ձեզ կպատմի, թե ինչ է իրենից ներկայացնում լույսի բեկման երեւույթը, ինչպես նաև, թե ինչպիսին է բեկման օրենքը և ինչ է բխում դրանից։

Ֆիզիկական երևույթի հիմունքները

Երբ ճառագայթը ընկնում է մակերեսի վրա, որը բաժանված է երկու թափանցիկ նյութերով, որոնք ունեն տարբեր օպտիկական խտություն (օրինակ՝ տարբեր բաժակներ կամ ջրի մեջ), ճառագայթների մի մասը կարտացոլվի, իսկ մի մասը կներթափանցի երկրորդ կառուցվածք (օրինակ. դրանք կտարածվեն ջրի կամ ապակու մեջ): Մի միջավայրից մյուսը տեղափոխելիս ճառագայթը սովորաբար փոխում է իր ուղղությունը: Սա լույսի բեկման երեւույթն է։
Լույսի արտացոլումն ու բեկումը հատկապես տեսանելի է ջրի մեջ։

Խեղաթյուրման ազդեցությունը ջրի մեջ

Ջրի մեջ իրերին նայելով՝ դրանք աղավաղված են թվում: Սա հատկապես նկատելի է օդի և ջրի սահմանին: Տեսողականորեն ստորջրյա առարկաները մի փոքր շեղված են թվում: Նկարագրված ֆիզիկական երևույթը հենց այն պատճառն է, որ բոլոր առարկաները աղավաղված են հայտնվում ջրում։ Երբ ճառագայթները հարվածում են ապակու վրա, այս ազդեցությունն ավելի քիչ է նկատվում:
Լույսի բեկումը ֆիզիկական երևույթ է, որը բնութագրվում է արեգակնային ճառագայթի շարժման ուղղության փոփոխությամբ՝ այն մեկ միջավայրից (կառուցվածքից) մյուսը տեղափոխելու պահին։
Այս գործընթացի մեր ըմբռնումը բարելավելու համար դիտարկենք օդից ջրի վրա դիպչող ճառագայթի օրինակ (նմանապես ապակու դեպքում): Միջերեսի երկայնքով ուղղահայաց գիծ գծելով՝ կարելի է չափել լույսի ճառագայթի բեկման և վերադարձի անկյունը։ Այս ցուցանիշը (բեկման անկյունը) կփոխվի, երբ հոսքը թափանցում է ջուրը (ապակի ներսում):
Նշում! Այս պարամետրը հասկացվում է որպես անկյուն, որը ձևավորվում է երկու նյութերի բաժանման ուղղահայաց կողմից, երբ ճառագայթը ներթափանցում է առաջին կառուցվածքից երկրորդը:

Ճառագայթային անցում

Նույն ցուցանիշը բնորոշ է այլ միջավայրերի համար։ Պարզվել է, որ այս ցուցանիշը կախված է նյութի խտությունից։ Եթե ​​ճառագայթը պակաս խիտ կառուցվածքից ընկնում է ավելի խիտ կառուցվածքի, ապա ստեղծված աղավաղման անկյունն ավելի մեծ կլինի: Եվ եթե դա հակառակն է, ապա դա ավելի քիչ է:
Միաժամանակ, անկման թեքության փոփոխությունը նույնպես կազդի այս ցուցանիշի վրա։ Բայց նրանց հարաբերությունները հաստատուն չեն մնում։ Միևնույն ժամանակ, նրանց սինուսների հարաբերակցությունը կմնա հաստատուն արժեք, որն արտացոլվում է հետևյալ բանաձևով՝ sinα / sinγ = n, որտեղ.

  • n-ը հաստատուն արժեք է, որը նկարագրված է յուրաքանչյուր կոնկրետ նյութի համար (օդ, ապակի, ջուր և այլն): Հետևաբար, թե ինչ կլինի այս արժեքը, կարելի է որոշել հատուկ աղյուսակների միջոցով.
  • α – անկման անկյուն;
  • γ – բեկման անկյուն:

Այս ֆիզիկական երեւույթը որոշելու համար ստեղծվել է բեկման օրենքը։

Ֆիզիկական օրենք

Լույսի հոսքերի բեկման օրենքը թույլ է տալիս որոշել թափանցիկ նյութերի բնութագրերը։ Օրենքն ինքնին բաղկացած է երկու դրույթից.

  • Առաջին մաս. Ճառագայթը (միջադեպ, ձևափոխված) և ուղղահայացը, որը վերականգնվել է սահմանի վրա ընկնելու կետում, օրինակ՝ օդի և ջրի (ապակի և այլն), գտնվելու են նույն հարթության վրա.
  • Երկրորդ մասը. Անկման անկյան սինուսի հարաբերակցությունը սահմանն անցնելիս ձևավորված նույն անկյան սինուսին հաստատուն արժեք կլինի:

Օրենքի նկարագրությունը

Այս դեպքում, այն պահին, երբ ճառագայթը դուրս է գալիս երկրորդ կառուցվածքից առաջինի մեջ (օրինակ, երբ լույսի հոսքը անցնում է օդից, ապակու միջով և նորից օդ է մտնում), տեղի կունենա նաև աղավաղման էֆեկտ:

Կարևոր պարամետր տարբեր օբյեկտների համար

Այս իրավիճակում հիմնական ցուցանիշը անկման անկյան սինուսի հարաբերակցությունն է նմանատիպ պարամետրին, բայց աղավաղման համար: Ինչպես հետևում է վերը նկարագրված օրենքից, այս ցուցանիշը հաստատուն արժեք է:
Ավելին, երբ անկման լանջի արժեքը փոխվում է, նույն իրավիճակը բնորոշ կլինի նմանատիպ ցուցանիշին։ Այս պարամետրը մեծ նշանակություն ունի, քանի որ այն թափանցիկ նյութերի անբաժանելի բնութագիր է։

Ցուցանիշներ տարբեր օբյեկտների համար

Այս պարամետրի շնորհիվ կարելի է բավականին արդյունավետ տարբերակել ապակու տեսակները, ինչպես նաև տարբեր թանկարժեք քարերը։ Այն նաև կարևոր է տարբեր միջավայրերում լույսի արագությունը որոշելու համար:

Նշում! Լույսի հոսքի ամենաբարձր արագությունը գտնվում է վակուումում:

Մի նյութից մյուսը տեղափոխելիս նրա արագությունը կնվազի։ Օրինակ, ադամանդի մեջ, որն ունի բեկման ամենաբարձր ինդեքսը, ֆոտոնների տարածման արագությունը 2,42 անգամ ավելի մեծ կլինի, քան օդինը։ Ջրի մեջ դրանք կտարածվեն 1,33 անգամ ավելի դանդաղ։ Ապակու տարբեր տեսակների համար այս պարամետրը տատանվում է 1,4-ից մինչև 2,2:

Նշում! Որոշ ակնոցներ ունեն բեկման ինդեքսը 2,2, որը շատ մոտ է ադամանդին (2,4): Հետեւաբար, միշտ չէ, որ հնարավոր է տարբերել ապակու կտորն իսկական ադամանդից։

Նյութերի օպտիկական խտությունը

Լույսը կարող է թափանցել տարբեր նյութերի միջոցով, որոնք բնութագրվում են տարբեր օպտիկական խտություններով։ Ինչպես ավելի վաղ ասացինք, այս օրենքը օգտագործելով՝ կարող եք որոշել միջավայրի (կառուցվածքի) բնորոշ խտությունը։ Որքան ավելի խիտ է այն, այնքան դանդաղ է լույսի տարածման արագությունը նրա միջով: Օրինակ, ապակին կամ ջուրը օպտիկական առումով ավելի խիտ կլինեն, քան օդը:
Բացի այն, որ այս պարամետրը հաստատուն արժեք է, այն նաև արտացոլում է լույսի արագության հարաբերակցությունը երկու նյութերում։ Ֆիզիկական իմաստը կարող է դրսևորվել հետևյալ բանաձևով.

Այս ցուցանիշը պատմում է, թե ինչպես է փոխվում ֆոտոնների տարածման արագությունը մի նյութից մյուսը տեղափոխելիս։

Մեկ այլ կարևոր ցուցանիշ

Երբ լույսի հոսքը շարժվում է թափանցիկ առարկաների միջով, հնարավոր է դրա բևեռացումը։ Այն դիտվում է դիէլեկտրիկ իզոտրոպ միջավայրերից լույսի հոսքի անցման ժամանակ։ Բևեռացումը տեղի է ունենում, երբ ֆոտոններն անցնում են ապակու միջով:

Բևեռացման էֆեկտ

Մասնակի բևեռացում է նկատվում, երբ երկու դիէլեկտրիկների սահմանին լույսի հոսքի անկման անկյունը տարբերվում է զրոյից։ Բևեռացման աստիճանը կախված է նրանից, թե ինչպիսին են եղել անկման անկյունները (Բրյուսթերի օրենք):

Լրիվ ներքին արտացոլում

Ավարտելով մեր կարճատև էքսկուրսիան՝ դեռ անհրաժեշտ է նման էֆեկտը համարել ամբողջական ներքին արտացոլում։

Ամբողջական ցուցադրման երեւույթը

Որպեսզի այս էֆեկտը հայտնվի, անհրաժեշտ է մեծացնել լույսի անկման անկյունը նյութերի միջերեսում ավելի խիտ միջավայրից ավելի քիչ խիտ միջավայրի անցնելու պահին: Այն իրավիճակում, երբ այս պարամետրը գերազանցում է որոշակի սահմանափակող արժեքը, ապա այս հատվածի սահմանին ընկած ֆոտոններն ամբողջությամբ կարտացոլվեն: Իրականում սա կլինի մեր ցանկալի երեւույթը։ Առանց դրա անհնար էր օպտիկամանրաթելային սարք պատրաստել։

Եզրակացություն

Լույսի հոսքի վարքագծի գործնական կիրառումը շատ բան է տվել՝ ստեղծելով մի շարք տեխնիկական սարքեր՝ բարելավելու մեր կյանքը: Միևնույն ժամանակ լույսը դեռևս չի բացահայտել իր բոլոր հնարավորությունները մարդկությանը և նրա գործնական ներուժը դեռ ամբողջությամբ չի իրացվել։


Ինչպես պատրաստել թղթե լամպ ձեր սեփական ձեռքերով
Ինչպես ստուգել LED շերտի կատարումը

1. Փորձարկում ենք լույսի բեկման վերաբերյալ

Եկեք նման փորձ կատարենք. Եկեք մի նեղ լույսի ճառագայթ ուղղենք դեպի ջրի մակերեսը լայն անոթի մեջ՝ մակերեսի նկատմամբ որոշակի անկյան տակ: Կնկատենք, որ անկման կետերում ճառագայթները ոչ միայն անդրադառնում են ջրի երեսից, այլև մասամբ անցնում են ջրի մեջ՝ փոխելով իրենց ուղղությունը (նկ. 3.33):

  • Լույսի տարածման ուղղության փոփոխությունը, երբ այն անցնում է երկու միջավայրերի միջով, կոչվում է լույսի բեկում։

Լույսի բեկման մասին առաջին հիշատակումը կարելի է գտնել հին հույն փիլիսոփա Արիստոտելի աշխատություններում, ով մտածում էր. ինչու է փայտը ջարդված հայտնվում ջրի մեջ: Իսկ հին հունական տրակտատներից մեկում նկարագրված է հետևյալ փորձը. «Պետք է կանգնել այնպես, որ անոթի հատակին դրված հարթ օղակը թաքնվի նրա եզրի հետևում։ Այնուհետեւ, առանց աչքերի դիրքը փոխելու, ջուրը լցնել անոթի մեջ։

Բրինձ. 3.33 Լույսի բեկումը ցույց տալու փորձի սխեմա: Օդից ջուր անցնելով՝ լույսի ճառագայթը փոխում է իր ուղղությունը՝ շարժվելով դեպի ճառագայթի անկման կետում հաստատված ուղղահայացը։

2. Անցման անկյան և բեկման անկյան միջև կան հետևյալ հարաբերությունները.

ա) եթե անկման անկյունը մեծանում է, ապա բեկման անկյունը նույնպես մեծանում է.

բ) եթե լույսի ճառագայթը ավելի ցածր օպտիկական խտություն ունեցող միջավայրից անցնում է ավելի բարձր օպտիկական խտություն ունեցող միջավայր, ապա բեկման անկյունը փոքր կլինի անկման անկյունից.

գ) եթե լույսի ճառագայթը ավելի բարձր օպտիկական խտություն ունեցող միջավայրից անցնում է ավելի ցածր օպտիկական խտություն ունեցող միջավայր, ապա բեկման անկյունն ավելի մեծ կլինի, քան անկման անկյունը:

(Հարկ է նշել, որ ավագ դպրոցում եռանկյունաչափության դասընթաց անցնելուց հետո դուք ավելի կծանոթանաք լույսի բեկմանը և կսովորեք դրա մասին օրենքների մակարդակով):

4. Որոշ օպտիկական երեւույթներ բացատրում ենք լույսի բեկումով

Երբ մենք, կանգնելով ջրամբարի ափին, փորձում ենք աչքով որոշել դրա խորությունը, այն միշտ ավելի փոքր է թվում, քան իրականում կա։ Այս երեւույթը բացատրվում է լույսի բեկումով (նկ. 3.37):

Բրինձ. 3. 39. Օպտիկական սարքեր, որոնց աշխատանքը հիմնված է լույսի բեկման երեւույթի վրա

  • Թեստային հարցեր

1. Ի՞նչ երևույթ ենք մենք դիտում, երբ լույսն անցնում է երկու միջավայրերի միջով:

Լ.Ի. Մանդելշտամը ուսումնասիրել է էլեկտրամագնիսական ալիքների, հիմնականում տեսանելի լույսի տարածումը: Նա հայտնաբերել է մի շարք էֆեկտներ, որոնցից մի քանիսն այժմ կրում են նրա անունը (Ռամանի ցրում, Մանդելշտամ-Բրիլուինի էֆեկտ և այլն)։

Պտղոմեոսի փորձերը լույսի բեկման վերաբերյալ

Հույն աստղագետ Կլավդիոս Պտղոմեոսը (մ.թ. մոտ 130 թ.) ուշագրավ գրքի հեղինակ է, որը մոտ 15 դար ծառայել է որպես աստղագիտության հիմնական դասագիրք։ Այնուամենայնիվ, աստղագիտական ​​դասագրքից բացի, Պտղոմեոսը գրել է նաև «Օպտիկա» գիրքը, որտեղ նա ուրվագծել է տեսողության տեսությունը, հարթ և գնդաձև հայելիների տեսությունը և նկարագրել լույսի բեկման երևույթի ուսումնասիրությունը:
Պտղոմեոսը բախվել է լույսի բեկման երևույթին աստղերին դիտարկելիս։ Նա նկատեց, որ լույսի ճառագայթը, շարժվելով մի միջավայրից մյուսը, «կոտրվում է»։ Հետևաբար, աստղային ճառագայթը, անցնելով երկրի մթնոլորտով, հասնում է երկրի մակերեսին ոչ թե ուղիղ գծով, այլ կոտրված գծով, այսինքն՝ տեղի է ունենում բեկում (լույսի բեկում): Ճառագայթի կորությունը տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ օդի խտությունը փոխվում է բարձրության հետ:
Բրակցման օրենքը ուսումնասիրելու համար Պտղոմեոսը կատարեց հետևյալ փորձը. Նա վերցրեց մի շրջան և դրա վրա ամրացրեց երկու շարժական քանոն լ 1Եվ լ 2(տես նկարը): Քանոնները կարող էին պտտվել շրջանագծի կենտրոնի շուրջը ընդհանուր O առանցքի վրա:
Պտղոմեոսը այս շրջանը ջրի մեջ ընկղմեց մինչև AB տրամագիծը և, շրջելով ստորին քանոնը, համոզվեց, որ քանոնները ընկնեն աչքի համար նույն ուղիղ գծի վրա (եթե նայեք վերին քանոնի երկայնքով): Դրանից հետո նա ջրից հանեց շրջանագիծը և համեմատեց α և բեկման β անկյունները: Այն չափում էր անկյունները 0,5° ճշգրտությամբ։ Պտղոմեոսի ստացած թվերը ներկայացված են աղյուսակում։

Պտղոմեոսը չգտավ «բանաձև» այս երկու շարքերի միջև փոխհարաբերությունների համար: Սակայն, եթե որոշենք այս անկյունների սինուսները, կստացվի, որ սինուսների հարաբերակցությունը արտահայտվում է գրեթե նույն թվով, նույնիսկ անկյունների այնպիսի կոպիտ չափման դեպքում, որին դիմեց Պտղոմեոսը։

III.Հանգիստ մթնոլորտում լույսի բեկման պատճառով երկնքում աստղերի տեսանելի դիրքը հորիզոնի նկատմամբ...

Տարբերակ 1. Սարքավորումներ:երկրաչափական օպտիկայի օրենքներն ուսումնասիրող սարք, ուղղիչ VS-24 կամ VS 4-12, սարքի մասերից պատրաստված հարթ հայելի։

Երկրաչափական օպտիկայի սարքը շահագործման համար պատրաստելիս կարգավորեք էկրանի լուսավորությունը: Դա անելու համար թուլացրեք գնդիկավոր հանգույցը և պտտեք կամ տեղափոխեք լուսավորիչը, մինչև լույսի միջին շերտը անցնի ամբողջ էկրանով (դրա տրամագծով): Լուսավորիչը ամրացված է այս դիրքում: Եթե ​​միևնույն ժամանակ լույսի ժապավենը մշուշոտ է և ոչ սուր, ապա բաց թողնելով էլեկտրական քարթրիջը լուսավորիչի մեջ ամրացնող պտուտակը, պտտեք, իջեցրեք կամ բարձրացրեք էլեկտրական քարթրիջը, մինչև էկրանի վրա պարզ լույսի շերտ ստացվի: Եթե ​​լույսի կողային շերտերը չեն հասնում էկրանի եզրին, ապա լուսավորիչի թեքությունը պետք է փոխվի: Կարգավորումից հետո բոլոր պտուտակները ապահով կերպով ամրացվում են:

Տեղադրումը հավաքվում է ըստ Նկար 278-ի: Սեղմակի օգնությամբ տեղադրվում է հարթ հայելի մի շարք օպտիկական մասերից, որպեսզի դրա արտացոլող մակերեսը համընկնի հորիզոնական առանցքի հետ: Մնացել է միայն մեկ միջին ճառագայթ։ Նրանք փոխում են անկման անկյունը 0-ից մինչև 90°, նշում են անդրադարձման անկյունը, համեմատում այս անկյունները և եզրակացություն անում։

Փորձը կրկնվում է՝ ցույց տալով լուսային ճառագայթների շրջելիության հատկությունները, որոնց համար լուսատուը փոխանցվում է սկավառակի մի մասից մյուսը։ (Երկրաչափական օպտիկայի փորձեր ցուցադրելիս սենյակը պետք է մթնել):

Բրինձ. 278 Նկ. 280 թ

Փորձ 2. Լույսի բեկումներ

Տարբերակ 1. Սարքավորումներ:

Էկրանի վրա տեղադրվում է թափանցիկ կիսագլան, որի փայլատ կողմը ուղղված է էկրանին, իսկ հարթ հատվածը կտրված է այնպես, որ այն համընկնի հորիզոնական առանցքի հետ: Կիսագլանների կենտրոնը հարթեցված է էկրանի կենտրոնի հետ՝ օգտագործելով կիսագլանների փայլատ մակերևույթի նշանները (նկ. 280):

Փորձը ցուցադրելիս օգտագործեք միջին ճառագայթը: Ճառագայթն ուղղված է դեպի հարթությանը ուղղահայաց կիսագլանների կենտրոն (ճառագայթն անցնում է առանց ուղղությունը փոխելու)։ Շեղեք ընկնող ճառագայթը ուղղահայացից և նկատեք, որ բեկված ճառագայթը դուրս է գալիս կիսագլանից այլ անկյան տակ: Համեմատվում են անկման և բեկման անկյունները և եզրակացություն է արվում.

Կրկնեք փորձը անկման այլ անկյան տակ: (Փորձի ընթացքում դուք պետք է ուշադրություն դարձնեք լույսի ճառագայթի երկփեղկվածությանը երկու միջավայրերի միջերեսում):

Փորձ 3. Լույսի ամբողջական անդրադարձման երեւույթը

Տարբերակ 1. Սարքավորումներ:երկրաչափական օպտիկայի օրենքներն ուսումնասիրող սարք, ուղղիչ VS-24 կամ VS 4-12, կիսագլան օպտիկական մասերի հավաքածուից։

Նախորդ փորձի ժամանակ (նկ. 280) ուշադրություն դարձնելով անկման և բեկման անկյունների հարաբերակցությանը, կիսագլանի դիրքը փոխվում է։ Նրա ուռուցիկ կողմը տեղադրված է դեպի լուսավորիչը (հարթ կտրվածքը համընկնում է հորիզոնական առանցքի հետ): Հարվածման անկյունները փոխվում են՝ համեմատած բեկման անկյունների հետ, և եզրակացություն է արվում.

Անկման և բեկման անկյունների հարաբերակցությունը համեմատվում է կախված միջավայրի օպտիկական խտության հարաբերակցությունից (այս և նախորդ փորձերի արդյունքները)։ Եզրակացություն են անում.

Համոզվեք, որ երբ անկման անկյունը մեծանում է, արտացոլված ճառագայթի պայծառությունն ավելանում է, իսկ բեկված ճառագայթի պայծառությունը նվազում է: Բարձրացրեք անկման անկյունը մինչև բեկված ճառագայթը անհետանա: Անցման անկյունի հետագա մեծացմամբ կդիտարկվի միայն արտացոլված ճառագայթը: Դիտվում է լույսի տոտալ արտացոլման երեւույթը։

Հարց.Ո՞րն է ընդհանուր արտացոլման սահմանափակող անկյունը: (Ձեր պատասխանը տվեք մեկ նշանակալի գործչի):

Տարբերակ 2. Սարքավորումներ:պրոյեկցիոն սարք, ակվարիում։

Տեղադրումը հավաքվում է ըստ Նկար 281-ի: 7-8 սմ հաստությամբ ջրի շերտը լցնում են ապակե բաղնիքի մեջ (ակվարիում) և ներկում սոճու խտանյութով: Պրոյեկցիոն ապարատի կոնդենսատորի դիմաց տեղադրվում է հորիզոնական ճեղք, իսկ ոսպնյակի շրջանակի վրա՝ հարթ հայելի։ Լույսի ճառագայթը ուղղվում է ապակե բաղնիքի կողային պատին: Դիտարկվում են ջրի մեջ լույսի ճառագայթի բեկումը, ջրի մակերևույթից ամբողջական արտացոլումը և բեկումը, երբ ճառագայթը դուրս է գալիս լոգանքից: Փոխելով անկման անկյունը՝ կարելի է դիտարկել ջրի մակերևույթից և բաղնիքի հատակից լույսի ճառագայթի բազմաթիվ ընդհանուր արտացոլումները: