Научно-практическая конференция по физике на тему "Тайны световых лучей"

Глава 2. Практическая часть.

2.1. Опыт 1. Как распространяется световой луч?

Приборы и материалы:

• две квадратные картонки;
• фонарик;
• две полоски картона;
• несколько книг.

Ход опыта:

1. В центре каждой картонки сделать отверстие.
2. Подготовить две подставки для картонок.
3. Установить картонки на подставки так, чтобы отверстия были на одной высоте.
4. На стопку книг положить фонарик. Его луч должен падать на отверстие первой картонки.
5. Встать с противоположной стороны. Глаз должен быть на уровне отверстия второй картонки.

Результат:

• Через оба отверстия  ты видишь свет.

Продолжение опыта:

6. Сместить одну картонку так, чтобы отверстия не лежали на одной линии с глазом и фонариком.

Результат:

• Свет не виден.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что свет распространяется по прямой линии. Поэтому он не проходит через отверстие, которое смещено с его пути.

2.2. Опыт 2. Садовые солнечные часы.

Приборы и материалы:

• Картонный круг диаметром около 20 см
• Палочка длиной 10 - 15 см
• Ножницы
• Карандаш
• Часы
• Маленький участок в саду, весь день освещенный солнцем

Ход опыта:

1. Проткнуть картон в центре, вставить в отверстие палочку на одну треть и воткнуть в землю.
2. Как только на часах минутная стрелка станет на 12, карандашом отметить падающую от палочки тень и написать время.
3. Каждый час отмечать тень, падающую на кружок, и не забывать указывать час, соответствующий этой тени.

Результат:

• Тень падающая от палочки при наступлении нового часа, будет находиться каждый раз в другом месте. Отмеченные линии расположатся веером. И по ним можно будет определять время.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что положение тени меняется с изменением положения Солнца. Видимое движение Солнца зависит от вращения Земли. Равномерность вращения вокруг палочки свидетельствует о том, что Земля вращается с постоянной скоростью.

Это интересно:

• То, что мы сделали, называется солнечными часами. Такой прибор в древности использовали для определения времени. В старинных городах на площадях и на стенах домов остались следы от таких часов.

2.3. Опыт 3. Эффект прозрачности.

Приборы и материалы:

• Лист бумаги
• Несколько капель масла
• Соломинка (трубочка для питья)
• Фонарик
• Темная комната

Ход опыта:

1. На лист бумаги нанести одну – две капли масла.
2. Поставить лист между включенным фонариком и стеной.
3. Осветить сначала чистый лист, а потом направить луч света на масляное пятно.

Результат:

• Когда луч света падает на масляное пятно, просвет на стенке становится значительно ярче.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что лист бумаги поглощает большую часть светового потока. Масло, проникнув в волокна бумаги, создает маленькие прозрачные просветы, пропускающие свет. С водой этого не произойдет, так как вода с трудом проникает между волокон обычной бумаги.

2.4. Опыт 4. Зеркало против зеркала.

Приборы и материалы:

• Два плоских зеркала

Ход опыта:

1. Посмотреть в одно из двух зеркал и помахать себе рукой.

Результат:

• Изображение в зеркале будет обернутым справа налево: твое изображение в зеркале машет левой рукой.

Продолжение опыта:

2. Поставить  зеркала под углом и встать в центре перед ними.
3. Снова помахать рукой.

Результат:

• На этот раз движение твоей правой руки соответствует движению правой руки изображения.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что когда свет, отраженный от твоего тела, падает на зеркало, прямо стоящее перед тобой, он возвращается к тебе, создавая обернутое изображение. Когда перед тобой два зеркала, то одно из них переворачивает обратное изображение, созданное другим, и, следовательно, изображение выпрямляется.

2.5. Опыт 5. Светящаяся струя.

Приборы и материалы:

• Прозрачная пластиковая мягкая бутылка
• Прозрачная пластиковая гибкая трубка
• Тазик
• Пластилин
• Скотч
• Кусок плотной темной ткани
• Темная комната
• Вода
• Ножницы

Ход опыта:

1. Наполнить бутылку водой.
2. Сделать в пробке отверстие и вставить туда трубку, залепить место входа трубки.
3. Скотчем приклеить фонарик к днищу бутылки и включить его. Обернуть все плотной темной тканью, оставив снаружи только трубку.
4. В темной комнате надавить на бутылку, чтобы получить постоянно текущую струйку воды (делать это над тазиком).

Результат:

• Из трубки вытекает светящаяся струйка воды.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что световой луч повторяет путь воды в изогнутой трубке. Внутри трубки лучи не делают поворотов. Они постоянно отражаются от стенок и движутся зигзагообразно. Это явление называется внутренним отражением.

2.6. Опыт 6. Сломанный луч.

Приборы и материалы:

• Стакан
• Вода
• Немного молока
• Соломинка для коктейля
• Фонарик  
• Темная комната

Ход опыта:

1. Наполнить стакан водой и добавить немного молока.
2. В темной комнате зажечь фонарик и направить луч света сверху вниз. Луч должен падать на поверхность воды под наклоном.
3. Проследить путь луча в воде.

Результат:

• Световые лучи, попадая в воду, меняют наклон.

Продолжение опыта:

1. Налить в стакан чистую воду и погрузить туда соломинку.

Результат:

• Соломинка покажется сломанной на границе раздела между водой и воздухом.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что при переходе луча из воздуха и вообще из одного прозрачного вещества в другое скорость света меняется. Меняется и направление луча. Это явление называется преломлением и приводит к тому, что иногда нам кажется, будто предмет занимает положение иное, чем на самом деле. Погруженная часть соломинки нам кажется смещенной по отношению к наружной, хотя на самом деле это не так.

2.7. Опыт 7. Свет и тепло.

Приборы и материалы:

• Лист фольги
• Черный универсальный фломастер
• Ножницы
• Линейка
• Карандаш
• Скотч
• Нитки
• Большая прозрачная стеклянная банка
• Прочный кусок картона размером шире горловины банки

Ход опыта:

1. Отрезать две полоски фольги размером 10×2,5 см.
2. Сделать на них надрезы.
3. Окрасить в черный цвет одну сторону каждой полоски и согнуть их наискосок окрашенной стороной внутрь.
4. Вставить одну полоску в другую (можно использовать скотч) и подвесить крестовину на нитке к картону.
5. Опустить полоски в банку. Картонка будет служить крышкой. Поставить банку на солнце.

Результат:

• Когда воздух в банке нагреется, лопасти начнут потихоньку вращаться.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что черная поверхность поглощает больше энергии, чем серебристая, отражающая свет. Поэтому она нагревается сильнее. Воздух возле черных поверхностей тоже нагревается, стремится вверх и начинает вращать крестовинку.

2.8. Опыт 8. Какого цвета свет?

• Цветной волчок.

Приборы и материалы:

• Кусочек белой картонки
• Остро заточенный карандаш
• Транспортир
• Фломастеры
• Циркуль
• Ножницы

Ход опыта:

1. С помощью циркуля начертить на картонке круг диаметром 10 см.
2. Разделить кружок на семь одинаковых секторов (с помощью транспортира). Каждый сектор должен быть примерно 51°.
3. Раскрасить секторы в следующем порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый,  голубой, синий, фиолетовый.
4. В центр кружка вставить карандаш с острием вниз.
5. Запустить получившейся волчок.

Результат:

• Во время вращения цвета сливаются и диск кажется почти белым.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что смесь семи цветов, получаемая при вращении диска, дает беловатый оттенок.

• Цвета радуги.

Приборы и материалы:

• Фонарик
• Прямоугольный лоточек с низкими краями
• Плоское зеркальце
• Кусочек белого картона
• Вода  

Ход опыта:

1. Наполнить лоточек водой.
2. Поставить зеркало с наклоном.
3. Направить свет фонарика на погруженную в воду часть зеркала.
4. Поставить картон перед зеркалом, чтобы поймать отраженные лучи.

Результат:

• На картонке появится отражение всех цветов радуги.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что пучок света, отраженный зеркалом на выходе из воды, преломляется. Цвета, составляющие белый цвет, имеют разные углы преломления, поэтому они падают в разные точки и становятся видимыми.    

2.9. Опыт 9. Почему небо меняет свой цвет?

Приборы и материалы:

• Большая прозрачная банка
• Вода
• Молоко  
• Фонарик

Ход опыта:

1. Наполнить банку водой, добавить несколько капель молока.
2. Включить фонарик и направить свет сверху вниз.

Результат:

• Вода имеет голубоватый цвет.

Продолжение опыта:

3. Теперь направить луч фонарика на стенку банки и посмотреть на свет, проходящий через воду.

Результат:

• Вода приобрела розоватый цвет, а та её часть, через которую проходит свет фонарика, - оранжево-желтый.

Вывод:

• Этот опыт показывает, что вода, забеленная молоком, по-разному преломляет лучи различных цветов спектра, так же как атмосфера по-разному преломляет солнечные лучи в зависимости от положения солнца на небе.

Это интересно:

• Когда солнце стоит высоко, оно кажется желтым, а небо, если оно без туч, кажется голубым. Это потому, что атмосфера рассеивает фиолетовый, синий  и голубой цвета спектра. На закате, когда солнце находится у горизонта, оно кажется красным, а небо окрашивается в розовый, красный или оранжевый цвет. При наклоне световых лучей атмосфера рассеивает также и эти цвета солнечного спектра.