Методична розробка (9 клас) - лабораторна робота: «Дослідження відбивання світла за допомогою плоского дзеркала»

  Методична розробка  (9 клас) -  лабораторна робота: «Дослідження відбивання світла за допомогою плоского дзеркала»

Мета: експериментально перевірити закон відбивання світла. Обладнання: лінійка, транспортир, олівець, джерело світла (ліхтарик), плоске дзеркало, екран зі щілиною, аркуші паперу А4 (три), скотч, паперова коробка для фіксації дзеркала в вертикальному положенні, ножиці.

   Загальний вигляд обладнання для перевірки закону відбивання світла показано на фото 1. Екран виготовлений з щільного паперу і вигнутий в двох місцях «буквою П» для утримання в вертикальному положенні. Посередині екрану ножицями вирізано щілину шириною 0,5 мм і висотою 30 мм. Дзеркало прикріплено до паперової коробочки скотчем. Для надання стійкості «конструкції» в паперово коробочку бажано покласти металевий брусок. Для виконання лабораторної роботи використано підручні матеріали і досліди можливо провести і в домашніх умовах.

                                        Виконання роботи:

   1. Установити екран зі щілиною на білий аркуш. Дослідним шляхом визначити таке розташування джерела світла відносно екрана, щоб смужка світла на папері була найбільш тонкою і яскравою. Поперек цієї смужки під певним кутом поставити плоске дзеркало вертикально до аркуша та отримати відбитий від дзеркала пучок світла у вигляді світлої смуги.    Варіант проведення досліду показано на фото 1. Падаючий і відбитий промені чітко видно і при додатковому зовнішньому освітленні, але на фото

1 їх не видно, тому зроблено ще і фото 2 без зовнішнього освітлення. 

                       Фото 1                                             Фото 2

2.  За допомогою олівця накреслити на папері лінію вздовж дзеркала. Олівцем поставити точки на папері біля щілини, біля дзеркала – в точці падіння променя і на відбитому промені.

3.  Впевнитись в тому, що при нахилі дзеркала вперед відбитий промінь вкорочується, а при сильному нахилі зникає взагалі.

4.  Вилучити аркуш з досліду: провести лінію від точки біля щілини до точки падіння променя на дзеркало, провести лінію із точки падіння через точку на відбитому промені;  із точки падіння променя встановити перпендикуляр до лінії вздовж дзеркала. Використовуючи транспортир виміряти кут падіння (α) й кут відбивання (β). На фото 3 показано варіант проведення досліду при куті падіння a – 45^О. Кут відбивання також дорівнює 45^О, тому підраховувати відносну похибку немає сенсу. 

5.  Повторити дослід ще два рази, установлюючи дзеркало під різними кутами до падаючого променя.

6.  Результати вимірювань занести до таблиці 1.

7 Розрахувати відносну похибку (якщо значення кутів падіння і відбивання не однакові) для кожного досліду, використавши формулу: 

де: Ԑ - відносна похибка       Кут падіння α, градус        Кут відбивання β, градус Таблиця 1.

Висновки:

1. кут падіння дорівнює куту відбивання. 2.  промінь падаючий, відбитий промінь та перпендикуляр, встановлений в точці падіння променя, лежать в одній площині.

Креслення на аркуші паперу для першого досліду приведені на фото 3, як приклад виконання лабораторної роботи.

Учні проводять три досліди з різними кутами падіння променя: 45^О, 55^О, 65^О. В принципі, кути падіння променя можливо взяти іншими (довільними).

                     Фото 3

Література:

 1.  Автор: Дмитро Бабин, Інтернет,  https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/9-клас-лабораторні-роботи-зфізики/    

Автор: Бабин Дмитро Святославови    

Методична розробка  (9 клас) -  лабораторна робота:  «Визначення дійсної фокусної відстані та оптичної сили двоопуклої  збиральної лінзи»

Мета: визначити дійсну  фокусну відстань та оптичну силу двоопуклої збиральної лінзи.

Обладнання: двоопукла збиральна лінза (лупа) в оправці, екран, джерело світла, лінійка.

  В фізичних кабінетах шкіл, ліцеїв є можливість проводити досліди з тонкими двоопуклими лінзами з застосуванням формул для визначення фокусної відстані для тонкої лінзи, а в домашніх умовах доцільно для досліду використати лупу, якою зазвичай користуються учні.   

    Збиральна лінза має властивість збирати промені, випущені з однієї точки, в іншій точці з іншого боку лінзи. Здебільшого лінзи мають аксіальну симетрію й обмежені двома сферичними поверхнями однакового або різного радіусу. Збиральна лінза — це лінза, яка перетворює паралельний пучок променів в збіжний.

   В якості двоопуклої збиральної лінзи взято лупу, яка є в кожного учня. Як джерело живлення взято освітлювальну систему від фотозбільшувача з конденсором для отримання паралельних променів. Можливо також взяти освітлювальну систему від діапроектора. Як джерело живлення можливо використати також сонячні промені.

Для лабораторної роботи не потрібно дефіцитних матеріалів і виконати її можливо і в домашніх умовах.  Суть досліду пояснюється приведеною побудовою на рис. 1.

                                        Виконання роботи:

1.           Розташувати лінзу між джерелом світла і екраном - пересуваючи лінзу  дістати на екрані яскраву світлову точку.

2.           Виміряти відстань від екрана до лінзи – це і буде дійсний фокус двоопуклої збиральної лінзи (F).

3.           Використовуючи відповідну формули, обчислити оптичну силу лінзи D при фокусній відстані F по формулі: D = 1/F .

Приклад проведення лабораторної роботи:  «Визначення дійсної фокусної відстані та оптичної сили двоопуклої  збиральної лінзи».

   Проведення лабораторної роботи зафіксовано на фото 1. На фото 1 точка зібраних променів велика, а в дійсності вона значно менша – суть в тому, що точка досить яскрава і фотоапарат так «сприйняв» її. 

Результат вимірювання відстані d становить 27 см (0,27 м) , таким чином

дійсна фокусна відстань F = 0,27 м

Розрахуємо оптичну силу даної двоопуклої лінзи: 

D = 1/0,27 = 3,7дптр (діоптрій)

Висновок: Фокусна відстань та оптична сила лінзи є постійними для даної лінзи. Значення оптичної сили лінзи — 3,7 дптр, паспортні дані  відсутні, тому немає змоги порівняти паспортні дані і отримані значення,  при     

виконанні роботи. Дійсна фокусна відстань становить 0,27 м.

                  Фото 1

 Як видно з приведеного опису лабораторної роботи, виконати цей дослід в домашніх умовах зовсім не складно.

.Література:

 1.  Автор: Дмитро Бабин, Інтернет,  https://radioelectronics-ur5ydn.jimdofree.com/9-клас-лабораторні-роботи-зфізики/

 Автор: Бабин Дмитро Святославович