Лабораторна робота № 3. Дослідження відбивання світла за допомогою плоского дзеркала.

 Мета. За допомогою експерименту переконатися у справедливості законів відбивання світла для плоского дзеркала.

Обладнання:  Джерело світла (свічка, електрична лампа або лазерна указка), екран, напівпрозоре дзеркало, олівець, аркуш паперу, лінійка, транспортир.

Правила техніки безпеки.

1. Приступати до виконання роботи можна тільки з дозволу вчителя.

2. Будьте особливо обережними при користуванні скляним приладами. Не працюйте з дзеркалами, які мають тріщини або інші пошкодження.

3. Будьте обережними з вогнем. Не залишайте відкритий вогонь на робочому місці.

4. Якщо під час роботи виявлено несправності, негайно вимкніть електроживлення і повідомте про це вчителя.

5. Після закінчення роботи приведіть в порядок робоче місце.

 

Теоретичні відомості.

Світло в однорідному середовищі поширюється прямолінійно. Лінія, вздовж якої поширюється світло називають променем світла. Якщо під час падіння променя світла на межу розділу двох середовищ промінь змінює свій напрям, але залишається у даному середовищі, то таке явище називається відбиванням світла.

Кутом падіння є кут між променем, що падає, та перпендикуляром до відбиваючої поверхні, проведеним у точку падіння променя.

Кутом відбивання є кут між відбитим променем та перпендикуляром до відбиваючої поверхні, проведеним у точку падіння променя.

Розрізняють дифузне (або розсіяне) і дзеркальне відбивання. Дзеркальна поверхня відбиває світло в цілком певному напрямку. При дифузному відбиванні світло розсіюється в усіх напрямках.

Для дзеркального відбивання характерними є закони відбивання:

– падаючий і відбитий промені лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним до відбиваючої поверхні в точці падіння;

– кут падіння дорівнює куту відбивання.

Хід променів при відбиванні світла має властивість оборотності: якщо точковий об’єкт і його зображення поміняти місцями, то хід променів при цьому не зміниться, зміниться лише їхній напрям.

Зображення предмета у дзеркальній поверхні знаходиться на такій же відстані від дзеркала, як і сам предмет.

На лабораторній роботи ми повинні переконатися, що кут падіння променя на поверхню дзеркала дорівнює куту відбивання та відстань від дзеркала до предмета та його зображення в дзеркалі рівні.

 

Хід роботи.

Дослід 1. Спостереження дифузного (розсіюваного) відбивання.

1. Спрямуйте світловий пучок від джерела світла на екран.

2. Поставте на шляху світлового променя дзеркало під деяким кутом до нього.

3. Закрийте дзеркало аркушем білого паперу та спостерігайте, як відбивається пучок світла від аркуша. Опишіть побачене.

Дослід 2. Перевірка першого закону відбивання світла. 

1. Розмістіть на столі джерело світла, екран із щілиною та дзеркало на аркуші паперу або оптичному диску.

2. Спрямуйте пучок світла від щілини екрана під деяким кутом на поверхню дзеркала.

3. За допомогою олівця зобразіть  на папері лінією поверхню дзеркала та двома точками зафіксуйте падаючий та відбитий промені або спостерігайте їх на поверхні оптичного диску.

4. За допомогою лінійки зобразіть  на папері падаючий та відбитий промені (на оптичному диску вони помітні).

5. Використовуючи транспортир (за шкалою оптичного диска) виміряйте величину кута падіння та кута відбивання світлового променя. Виміряні значення занесіть до таблиці.

№ досліду	Кут падіння, °	Кут заломлення, °
1.
2.
3.

6. Проробіть пункти 2-5 ще для двох інших кутів. Результати експерименту занесіть до таблиці.

7. Порівняйте та зробіть висновки про величину куту падіння та кута відбивання.

Дослід 2. Перевірка першого закону відбивання світла.(Варіант 2)

1. На аркуші паперу у клітинку проведіть пряму, вздовж якої розмістіть поверхню дзеркала.

2. За допомогою косинця проведіть перпендикуляр до прямої .

3. Проведіть у точку О промінь АО під деяким кутом.

4. Покладіть на аркуш паперу лінійку так, щоб одна із її граней була продовженням зображення променя АО у дзеркалі.

5. Проведіть вздовж цієї грані пряму АВ.

6. За допомогою транспортира виміряйте значення кутів АОС та ВОС Та запишіть у таблицю.

№ досліду	Кут падіння, ° (АОС)	Кут заломлення, ° (ВОС)
1.
2.
3.

7. Повторіть пункти 2-6 ще двічі, змінюючи величину кута АОС.

8. Порівняйте та зробіть висновки про величину куту падіння АОС та кута відбивання ВОС.

 

Дослід 3. Дослідження властивостей зображення предмета у плоскому дзеркалі.

1. Розмістіть напівпрозоре скло на столі у вертикальному положенні.

2. На невеликій відстані від скла розмістіть запалену свічку, увімкнену електричну лампочку.

3. З іншого боку за склом розмістіть таку ж  але не запалену свічку або не ввімкнену лампочку та пересувайте до тих пір, поки не вона не суміститься із зображенням першої.

4. За допомогою лінійки виміряйте відстань до запаленої свічки  l₁=_____м, та незапаленої свічки l₂=_____м.

5. Порівняйте відстані від свічки та її зображення до дзеркала та розміри свічки та її зображення у дзеркалі та запишіть висновки у зошит.

 

Додаткове експериментальне завдання.

Складіть два плоскі дзеркала під прямим кутом. Покладіть між дзеркалами невеликий предмет. Переконайтеся в тому, що видно три зображення. Змінюючи кут між дзеркалами, спостерігайте як змінюється число зображень.

Встановіть, як залежить кількість зображень предмета від кута між двома дзеркалами?

 Завдання для самоперевірки.