Реферат по физике на тему: «Световые явления»
Скачать 346.16 Kb.
|
МБОУ «Спасская средняя общеобразовательная школа» с. Батурино, Томского района, Томской области Реферат по физике на тему: «Световые явления» Выполнила: ученица 11 класса Киселёва Кристина Валерьевна Проверил: учитель физики Огребо Владимир Викторович Томск-2010 г. Содержание
Введение. Мы живем в мире разнообразных световых явлений. Многие из них, например такие, как вечерние зори, когда небо и облака над горизонтом как будто пылают в огне; радуга, простирающаяся от горизонта до горизонта, или полярные сияния, наблюдающиеся в полярных широтах, весьма красочны. Тем, кто не знаком с причинами их возникновения, эти световые явления кажутся необыкновенными и загадочными. Чтобы выяснить причины тех или иных световых явлений, необходимо обнаружить связь наблюдаемого явления с другими явлениями и объяснить его на основании определенного закона природы. Тогда загадочность явления исчезнет, и мы приобретем о нем научное знание. И в повседневной жизни мы встречаемся со многими световыми явлениями, но обычно не задумываемся над ними – настолько они привычны для нас, а вот объяснить их часто затрудняемся. Например, чайная ложка, опущенная в стакан с водой, кажется нам надломленной или сломанной, в зависимости от того, с какой стороны мы смотрим на ложку. Почему? Или мы непосредственно не можем видеть своего лица, но в плоском зеркале отлично видим его, но это лишь зеркальное изображение. Как оно получается? А вот пример более сложного светового явления. Мы видим окружающие нас предметы многоцветными при освещении солнцем или яркой лампой, но с наступлением сумерек или при ослаблении света цветность предметов блекнет. Откуда берется цветность и почему она изменяется? Чтобы ответить на эти и многие другие вопросы, необходимо воспользоваться различными источниками информации, а иногда даже прибегнуть к наблюдениям и опытам. Между тем кое-что в реферате может все-таки остаться непонятным читателю. Но ничего страшного, однако, в этом нет. Именно неполное понимание каких-то вопросов, возможно, породит у читателя желание разобраться в них до конца и явится побудительным мотивом для более деятельного знакомства со световыми явлениями, основанных на оптических законах и имеющих большое познавательное и практическое значение. Свет и зрение. Способность видеть окружающий мир называется зрением, а орган зрения – глазами. Сведения об окружающем мире мы получаем благодаря органам чувств. 90% этих сведений (информации) дает нам зрение, а носителем их является свет. Свет существует независимо от того, обладаем мы зрением или нет, потому что источники света существуют независимо от нашего сознания. [6] В потоке света нет ни молекул, ни атомов, ни электрических частиц, ни других каких-либо частиц особой природы, иной, чем природа частиц вещества. Световые частицы называют фотонами. Они обладают массой и энергией, волновыми свойствами и существуют только лишь в движении. Поток фотонов переносит энергию от источников света к освещенным телам. Эту энергию называют световой энергией или энергией светового излучения. Фотоны, падая на тела, взаимодействуют с молекулами, атомами и электронами вещества. Под действием света тела нагреваются, из металлов вырываются электроны, вследствие чего металлы электризуются. Свет вызывает различные химические реакции, например выцветание красок на материалах, потемнение фотопластинки и фотопленки. В листья растений под действием света образуется хлорофилл. С помощью очень тонких опытов можно обнаружить давление света на тела, т.е. механическое действие света. Масса и энергия отдельных фотонов различны, но скорость их движения в вакууме у всех одна и та же. Скорость фотонов и есть скорость распространения света. Эта скорость велика. Ее измерили опытным путем. В вакууме она оказалась равной 300000 км/с. С такой скоростью не могут двигаться никакие тела. Скорость света в вакууме – наибольшая возможная в природе скорость. Это утверждение является законом природы. [9] Тепловые источники света. Отраженный свет. Источники света – это тела, от которых исходит свет. Одни из них излучают свет. Такими самоизлучателями света в мировом пространстве являются Солнце и звезды. В земных условиях к самоизлучателям относятся пламя сгорающей древесины, керосина, спирта, нефти, горящего газа, раскаленная нить электролампы, молния. Названные самоизлучатели не только светят, но и греют, поэтому их называют тепловыми источниками света. Тела при температуре около 800ºС уже начинают излучать свет. Накаленные частички угля (сажи) в пламени свечи, от которых исходит свет, имеют температуру 1500ºС. У светящейся вольфрамовой нити электролампы температура равна 2700ºС. Температура поверхности Солнца близка к 6000ºС. Многие тела, от которых исходит свет, не являются самоизлучателями света: они только отражают свет, падающий на них от других источников света. Такие тела служат источниками отраженного света. На земной поверхности источниками отраженного света становятся все предметы, освещенные Солнцем. В ясные дни солнечный свет, проходя сквозь земную атмосферу, частично рассеивается молекулами атмосферных газов и пылевыми частицами, находящимися в атмосфере. Поэтому мы видим так называемый небесный свод, который является гигантским источником отраженного солнечного света. [3] Огромным источником отраженного света является водная поверхность океанов, морей, озер и рек, поверхность растительного, снегового и облачного покрова, песчаная поверхность пустынь. Именно поэтому земной шар, наблюдаемый космонавтами из космического пространства, виден как небесное светило в виде цветного светящегося диска. Луч света. Точеный источник света. Если между глазом и источником света поместить непрозрачный предмет, то источника света не будет видно. Объясняется это тем, что в однородной среде свет распространяется по прямым линиям – прямолинейно. Прямолинейное распространение света позволяет при помощи вех (шестов) устанавливать прямолинейные границы земельных участков, прокладывать прямолинейные лесные просеки, линии железных дорог, автострад, взлетные дорожки на аэродромах. Этим явлением пользуются при измерении расстояний на море и воздухе, а также для проверки прямолинейности кромок различных изделий: измерительных и чертежных линеек, досок, планок. Явление прямолинейного распространения света было известно уже в глубокой древности. Об этом писал основатель геометрии Евклид 2300 лет назад. Весьма вероятно, что понятие о прямой линии возникло из представления о прямолинейном распространении света в однородной среде: воздухе, воде, стекле при постоянной температуре и постоянном давлении. Линия, вдоль которой распространяется световая энергия от источника света, называется лучом света. [10] На геометрическом языке «луч» - это полупрямая, имеющая началом геометрическую точку. Всякий источник света имеет размеры, но если эти размеры ничтожно малы по сравнению с расстоянием от источника света до наблюдателя, то размерами источника можно пренебречь и принять его за точку. Глядя на небо в темную ночь, мы видим множество звезд, и любая звезда нам кажется в виде точечного источника света. Если смотреть на звезды в телескоп с увеличением в тысячи, десятки тысяч раз, то никакая звезда не покажется увеличенной, потому что очень велики расстояния от нас до звезд по сравнению с размерами самих звезд, хотя многие звезды гораздо больше Солнца. Звезды – это наглядные примеры точечных источников света. Понятиями «луч света», «точечный источник света» пользуются для графического изображения на чертежах световых явлений, наблюдаемых в природе и опытах. Способ использования этих понятий прост и удобен для геометрического построения изображений в оптических приборах. Отражение света. Законы отражения. Свет, падающий на поверхность тела, частично или полностью отражается в ту же среду, из которой он шел. Такое явление называется отражением света. [9] Поверхности тел могут быть гладкими (зеркальными) и шероховатыми с мелкими и мельчайшими неровностями. Опыт показывает, что отражение света от таких поверхностей происходит по-разному. Глядя на освещенную неровную поверхность любого тела, мы видим эту поверхность. Но когда смотрим на чистое плоское зеркало, то не видим его поверхности, зато видим в зеркале свое изображение и изображения окружающих нас предметов. Если постепенно запылять поверхность зеркала, то изображение предметов в нем начнет тускнеть, а при сильном запылении или замазывании зеркала, например меловым раствором, изображение исчезнет. Мы будем видеть просто слой пыли или мела, потому что этот слой образует поверхность с мельчайшими неровностями. Путем шлифовки и полировки негладкую поверхность твердого тела можно сделать зеркальной. Существуют и природные зеркала – это спокойная водная поверхность озер, заливов, заводей и т.д. При помощи специального прибора можно выяснить, как отражается свет от зеркальных поверхностей. Необходимо укрепить на диске зеркало и направлять световой пучок от осветителя так, чтобы осевой луч пучка падал на зеркало по направлению к центру диска. Тогда мы увидим, что падающий луч отражается от зеркальной поверхности, при этом падающий и отраженный лучи образуют угол с вершиной в одной и той же точке падения и отражения этих лучей. Если восстановить из этой точки перпендикуляр к отражающей поверхности, то он окажется биссектрисой угла, делящей этот угол пополам. В этом легко убедиться, пользуясь градусной шкалой на диске прибора. [4] Нетрудно увидеть, что все падающие и отраженные лучи вместе с перпендикуляром, восстановленном в точке падения луча к отражающей поверхности, лежат в одной плоскости. Таким образом, отражение света происходит по следующим законам: 1. Угол отражения равен углу падения. 2. Луч падающий и луч отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча. [10] Явление преломления света. При переходе света из одной среды в другую, например, из воздуха в стекло или воду, а также наоборот, свет резко отклоняется от прямолинейного направления на границе раздела этих сред. Это явление называется преломлением света. Закон преломления: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред.[10] Явление преломления света можно наблюдать на знакомом уже приборе с диском. Узкий световой пучок от осветителя падает из воздуха на плоскую поверхность стеклянного полуцилиндра. На границе раздела стекла и воздуха световой пучок изменяет свое направление. [4] Обратим внимание на следующую закономерность в преломлении света. В одних случаях, например при переходе света из воздуха в воду, из воздуха в стекло, преломленный луч приближается к перпендикуляру. Следовательно, угол падения больше угла преломления. В других случаях, например при переходе света из воды в воздух, из стекла в воздух, преломленный луч удаляется от перпендикуляра, т.е. угол преломления больше угла падения. Причина преломления света при переходе из одной среды в другую – неодинаковая скорость распространения света в различных средах.[9] Если преломленный луч в данной среде приближается к перпендикуляру, то это значит, что скорость света в этой среде меньше, чем в той, из которой луч входит в данную среду. Если преломленный луч удаляется от перпендикуляра, то скорость света в этой среде больше, чем в той, из которой луч выходит. В оптике принято при сравнении двух различных сред называть оптически более плотной ту среду, в которой свет распространяется с меньшей скоростью, и, наоборот, называть менее оптически плотной ту среду, в которой свет распространяется с большей скоростью. [4] «Северный свет» Ночью иногда можно наблюдать, как над дорожным перевалом, холмом или лесом внезапно становится светло. И хотя источник света не виден, мы говорим: «Появился свет», «Мы видим свет». Источником этого света могли бы быть, например, фары автомобиля, выезжающего на перевал. В неосвещенной комнате с плотно закрытыми окнами ничего не видно. Но если включить электролампу, то предметы в комнате станут видимыми. Ещё почти полтора века назад электрическим освещением любовались как праздничным фейерверком, - оно было в диковинку. Тогда (в 1878 году) впервые улицы и площади Парижа озарились непривычно ярким светом электрических фонарей. С наступлением сумерек парижане спешили на площадь Оперы, - отсюда открывалось красивое зрелище – два ряда огней, сияющих вдоль улицы. Эти лампы, столь чудесным образом преобразившие столицу Франции, были изобретением русского электрика – Павла Николаевича Яблочкова. И жители Парижа, отдавая дань уважения русскому ученому, называли новый свет «Русским светом», «Северным светом». Разве электрическую лампу, названную электрической «свечой», можно было сравнить с прежними лампами – масляной, газовой, керосиновой? Их тусклый свет не мог победить темноты ночных улиц. А сколько хлопот доставляли эти несовершенные уличные фонари! Зажигать приходилось каждый фонарь в отдельности. Фонарщик не спеша подставлял лестницу, взбирался на нее, подливал в резервуар горючее, протирал стекло, поправлял фитиль и, наконец, зажигал его. Сколько уходило времени, прежде чем на улице загорался ряд фонарей! Иное дело – электрическое освещение. Правда, вначале каждую свечу тоже приходилось включать отдельно от других, но это делалось мгновенно. А потом, когда научились разветвлять ток, фонари загорались все сразу по всей улице, - их включали одним оборотом рубильника. Талант Яблочкова подарил миру чудесный свет. В этом были солидарны народы тех стран, где зажглось «русское солнце» - первая электрическая лампа. Яркое свечение в этой лампе возникало при сильном электрическом разряде – дуге. Между двумя электродами – углями, - раскаленными электрическим током, возникала дуга. [11] Но не свеча Яблочкова, а лампа накаливания стала родоначальницей современных электрических ламп. Более простая, более долговечная, более удобная в обращении, она была сконструирована русским электриком Лодыгиным. Эту лампу называют лампой накаливания потому, что источником света в ней служит накаленная электрическим током нить. Сначала эту нить делали из угля, позже – из тугоплавкого металла вольфрама. Свет необходим для работы глаза, тонкого и сложного органа. Глаз контролирует, направляет каждое движение человека, но только при свете. В темноте человек «слепнет», становится беспомощным. Вернуть человеку способность видеть в темные часы суток может только искусственный свет. Зародилось искусственное освещение давно, в доисторические времена. Это, можно сказать, одно из самых древних культурных завоеваний человека. В тот далекий день, когда первобытный человек принес в свое жилище тлеющие угли и подбросил в них хворост, началась история не только энергетики, но и светотехники. Огонь древнего костра, разведенный под сводами пещеры, и обогревал ее обитателей, и давал им свет. Греясь у костра, человек не опасался нападения диких зверей. В отблесках пламени он видел то, что скрывала от его глаз темнота. Потомком костра стал факел – горящая ветка, которую человек вытащил из костра. Затем вместо целой ветки появились тонкие длинные щепки – лучина. Потом вместо дерева стали зажигать фитиль, опущенный в сало или в масло. Так родились свеча и лампада, а они уже дали начало всяческим лампам – масляной, керосиновой, и, наконец, газовой. Все эти источники лучше или хуже служили человеку; с их помощью он рассеивал темноту ночи. Но и светильники, и лампы выполняли свою обязанность довольно плохо. Одни больше, другие меньше, но все они коптили, а некоторые разбрасывали искры, от которых легко мог возникнуть пожар. При горении расходовался кислород воздуха, в помещении скапливался углекислый газ, - становилось душно. Если даже зажигали много светильников одновременно, получалось мало света. В дни празднеств большие залы освещали сотнями свечей. Не трудно представить себе, сколько копоти оседало на лицах и костюмах гостей, в каком спертом, душном воздухе они веселились. При этом такое пышное освещение было по средствам лишь состоятельным людям: свечи, масло и всякое другое горючее стоили дорого. Во многих домах все члены семьи коротали вечера при свете одной единственной свечи. Этот скудный свет освещал кое-как лишь поверхность стола, а читать и писать можно было только на расстоянии полуметра от свечи. Электрическая лампа затмила всех своих предшественниц. В новом, ярком свете померкли и бледное пламя газового фонаря, и красноватый огонек керосиновых ламп, и неверный язычок свечи, и мерцающее, коптящее пламя лучины. Электричество не давало ни копоти, ни газа, ни дыма, ни углекислого газа. При электрической лампе не приходилось опасаться пожара. Новую лампу не нужно было заправлять горючим, поправлять поминутно фитиль. Светец – неизменный спутник лучины, щипцы, которыми снимали обгоревший фитиль свечи, подсвечник и множество других приспособлений стали бесполезны и вышли из обихода. Словом, электрическая лампа не доставляла никаких хлопот, а светила не в пример ярче, нежели ее предшественницы. Свет одной электрической лампочки мог заменить свет десяти, пятидесяти, ста и тысячи свечей. Современная лампочка накаливания замечательна тем, что все ее части продуманы, выверены. Она – итог работы многих изобретателей. Её родословная начинается ещё в первой половине позапрошлого столетия. Уже в 1840 году английский физик Гров умел раскалять электрическим током металлическую нить без доступа кислорода, под стаканом, опрокинутым в тарелку с водой. Первая пригодная для освещения угольная лампочка накаливания, созданная Лодыгиным, была усовершенствована многими изобретателями – Дидрихсоном, Булыгиным, Эдисоном. Они устраняли разные ее недостатки, искали новые, лучшие решения ее конструкции. В 1878 году Эдисон занялся промышленным внедрением лампы накаливания, что принесло ему наибольшую известность. Хоть и лампа не была его изобретением (здесь приоритет принадлежал А. Н. Лодыгину и П. Н. Яблочкову), но он стал создателем такого типа лампы и такой электрораспределительной системы, которые впервые могли экономично работать совместно. Осветительная система Эдисона могла и была способна конкурировать с газовым освещением того времени. Для расширения практического применения электричества это было не менее важно, чем само изобретение лампы. В 1873 после тысяч экспериментов он создал лампу (с угольной нитью), которая горела 40 часов. Он конструировал генераторы постоянного тока, линии электропередачи, и электрические сети, а позднее – трехпроводную систему. В 1882 Эдисон открыл свою первую центральную электростанцию в Нью-Йорке. Это было началом осветительной индустрии в Америке. В 1883, экспериментируя с лампой, Эдисон сделал открытие в области «чистой» науки – открыл термоэлектронную эмиссию, которая позднее была применена в вакуумном диоде для детектирования радиоволн. Каких только материалов не испробовали, прежде чем остановиться на вольфраме. Угольные стерженьки и нити, тщательно защищенные от доступа кислорода воздуха, удавалось раскалять только докрасна. Не помогла даже проволока из платины, хотя она хорошо впаивалась в стекло и, нагреваясь, расширялась с ним в одинаковой степени: платина, как и уголь, при более высокой температуре начинала быстро испаряться. Иное дело – вольфрам: его температура плавления выше 3000º, а испаряется он в гораздо меньшей степени, чем уголь. Не сразу нашли подходящий материал и для вводных проводов. Ведь нужен был такой, который при нагревании расширялся бы так же, как и стекло: иначе, охлаждаясь сразу после впайки, стекло треснет. Теперь применяют сплавы никеля с железом – «платинит», коэффициент расширения которого почти такой же, как и у стекла. В первых лампочках из баллона выкачивали воздух, чтобы металл нити не соединялся с кислородом, и нить не сгорала. Но выяснилось, что в пустоте металл нити испаряется сильнее. Тогда вспомнили об инертных газах, - они вообще не вступают в химические соединения. Теперь пространство внутри лампочки заполняют инертным газом – аргоном. Он не образует химических соединений и замедляет испарение металла. Электрическая дуга в свече Яблочкова излучала всегда только очень яркий свет, - сделать слабо светящую свечу было невозможно. А сейчас выпускают на заводах и лампочки-малютки, и лампы-великаны, ростом с человека, способные дать и слабый, и яркий свет. Все они достаточно долговечны, просты и удобны в употреблении. [5] |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В физике изучают: механические, электрические, тепловые, магнитные, звуковые и световые явления | | Урока: Образовательные: обобщить знания по теме «Световые явления» Итак, тема нашего урока: «Оптические явления». А что понимают под оптическими явлениями? |
| Реферат по физике на тему: «Реактивное движение» Заключение стр. 8 | | Реферат по физике на тему: «Естественная и искусственная радиоактивность» Сам же реферат я представляю как текст, не сильно выходящий за рамки школьного курса и наиболее понятно, на мой взгляд, объясняющий... |
| Реферат по физике на тему: «…» Ученика(цы) Родионовой Ирины Петровны Название раздела | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема и номер урока в теме: изучаемый раздел: Световые явления. Урок №61, по теме № Тема урока: Построение изображения в линзах |
| Тест по физике 11 класса (4 четверть) Световые кванты. Атомная физика.... Гос впо по специальности 030501. 65 Юриспруденция, утвержденный Министерством образования РФ «27» марта 2000 г., №260 гум/сп | | Элективный курс по физике «Оптические явления и приборы» Программа элективный курс «Оптические явления и приборы.» разработан в рамках концепции «Предпрофильная подготовка учащихся 9 кл.»... |
 | Пояснительная записка курсу Курс поддерживает темы: тепловые явления, электрические явления, оптические явления и рассчитан на 34 часа | | Реферат по физике на тему: «Российские физики лауреаты Нобелевской премии» К сожалению, исторические сведения об открытии законов, введения новых понятий, часто оказываются за рамками учебника и учебного... |
| Тематическое планирование во 2 классе «явления природы», «сезонные явления», умеет отличать явления природы от природы, распознавать явления природы | | Некоторыми физическими понятиями. Содержание нового материала. Роль... «Многообразные связи, возникающие между социальными группами, классами, нациями, а также внутри них в процессе экономической, социальной,... |
| Реферат по физике на тему: Двигатели внутреннего сгорания. Их преимущества и недостатки Новые конструкторские решения, внедренные в двигатель внутреннего сгорания; Стр. 21 | | Реферат по физике на тему: «Альберт Эйнштейн» Альберт Эйнштейн – великий человек, жизнь и работу которого необходимо изучать. Его открытия актуальны на сегодняшний день |
| Реферат Физика Тема: «Оптические явления в природе. Северное сияние» Людей с древних времен привлекает изумительная по своей красоте картина северных сияний. Многие столетия люди задавались вопросом... | | Темы рефератов по экологии Техногенное рассеяние вещества. Особенность этого явления в физике, химии, биологии, географии |
