Gaismas atstarošana un laušana

Gaismas atstarošana un laušana.

P. Puķītis. Fizika 12. klasei: 34.-43. lpp.

Sasniedzamie rezultāti• Izprot gaismas staru gaitu un attēlu veidošanās principus spoguļos. • Izskaidro optisko ierīču darbības principus. • Izmantojot formulu lapu, aprēķina: gaismas stara krišanas,

atstarošanas un laušanas leņķus, vielas absolūto laušanas koeficientu, spoguļa fokusa attālumu.

• Konstruē priekšmeta attēlu plakanā un izliektā / ieliektā spogulī, raksturo attēlu, konstruē gaismas staru gaitu trijstūra prizmā.

• Izvērtē un pamato optisko gaismas vadu izmantošanas priekšrocības.

Gaisma• Elektromagnētiskie viļņi:

– Infrasarkanais starojums (1mm – 760 nm)– Redzamā gaisma (760 nm-380 nm)– Ultravioletais starojums (380 nm – 1nm)

https://www.fizmix.lv/fiztemas/gaisma-16/gaismas-izplatisanas

Viļņu fronte• Virsma, kurā svārstībām ir viena un tā pati

fāze

Gaismas stara modelis

• Gaismas stars – viļņu frontēm perpendikulāras taisnes; gaismas izplatīšanās virzienu norāda ar bultiņām

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 14. lpp.

a = 96,4 m a0 = 3,2 m

L0 = 2,5 m

a = 96,4 m L = x ma0 = 3,2 m L0 = 2,5 m

x = 96,4 · 2,53,2 =75,3m

Gaismas atstarošanās• Ja gaisma krīt uz robežas starp divām homogēnām

(viendabīgām) vidēm, daļa gaismas atstarojas no robežvirsmas

– AO – krītošais stars; OB – atstarotais stars.– α – krišanas leņķis; β – atstarošanās leņķis

Gaismas atstarošana• Krītošais stars, atstarotais stars un perpendikuls,

kas novilkts staru krišanas punktā pret robežvirsmu, atrodas vienā plaknē, un atstarošanās leņķis β ir vienāds ar krišanas leņķi α

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 14. lpp.

100o

50o

Attēls plakanā spogulī

Skaties video: http://www.macibuvideo.lv/attela-konstruesana-plakana-spoguli

Attēla raksturošana

• Reāls vai šķietams• Tiešs vai apgriezts• Lielāks, mazāks vai vienliels

Plakanu spoguļu lietošana• Spogulis – vienliela attēla iegūšana, dizainā• Periskops – attēla pagriešana• Kodoskops – attēla pagriešana

https://www.pinterest.com/explore/antique-mirror-walls/

http://missdebbiephysics.blogspot.com/2015/05/form-4-51-understanding-reflection-of.html

http://www.kurpirkt.lv/rus/result.php?q=3m+kodoskops

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 14. lpp.

50o - 20o = 30o B

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 15. lpp.

t = 1,6 sL = 0,8 m

v = ?

Ja gaismas avots tuvojas spogulim, tad La = L/2 (jo attēls spogulī atrodas 2x tālāk kā spogulis)

v =0,41,6

= 0,25 m/s

Sfēriski spoguļi

• Sfērisko spoguli raksturo:– O – optiskais centrs (sfēriskas virsmas liekuma

centrs)– P = sfēriskā spoguļa pols (sfēriskā segmenta

virsotnes punkts)

Sfēriski spoguļi

• Sfērisko spoguli raksturo:– Galvenā optiskā ass (iet caur optisko centru un polu)– Optiskās blakusasis (iet caur optisko centru)

Ieliekta spoguļa fokuss

• Ja uz ieliektu spoguli krīt gaismas stars paralēli galvenajai optiskajai asij, atstarotais stars krusto galveno optisko asi punktā F – fokusā.

• Fokusa attālums PF irpuse no spoguļa virsmasliekuma rādiusaPF = ½ PO F = ½ R

Izliekta spoguļa fokuss• Ja gaismas stars paralēli galvenajai optiskajai asij

krīt uz izliektu spoguli, galveno optisko asi punktā F – fokusā krusto atstarotā stara turpinājums

• Fokusa attālums PF irpuse no spoguļa virsmasliekuma rādiusaPF = ½ PO F = ½ R

Ieliektu spoguļu izmantošanaTeleskops• Koncentrē vāju zvaigžņu

gaismu

Vielu sildīšana• Fokusā koncentrētā gaismas

enerģija sasilda vielu

http://www.creative-science.org.uk/parabola.html

Ieliektu spoguļu izmantošana

http://www.gettyimages.com/detail/video/dentist-examining-womans-teeth-with-dental-mirror-stock-video-footage/82569583

http://www.convex-mirrors.co.uk/html/mirrors/m-4001.php

http://www.health.com/health/gallery/0,,20448396,00.html

Gaismas pastiprināšana• Ja ieliekta spoguļa fokusā novieto mazu gaismas

avotu, iegūst paralēlu staru kūli (prožektors).

http://survivalpreps.blogspot.com/2007/01/diy-soda-can-lantern.html

Gaismas laušana

• Gaismai pārejot no vienas vides otrā, kur ir atšķirīgs gaismas izplatīšanās ātrums, mainās gaismas izplatīšanās virziens – gaismas laušana:– mainās priekšmeta izmērs– mainās priekšmeta forma– mainās priekšmeta novietojums

https://www.pinterest.com/explore/water-paints/

Gaismas laušanas raksturošana

• Krišanas leņķis α – veido krītošais stars un perpendikuls, kas vilkts pret robežvirsmu,

• Laušanas leņķis γ – veido lauztais stars un perpendikuls, kas vilkts pret robežvirsmu http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/8-kla

se/gaisma-6066/re-b7ee164f-29a7-4384-affb-bbcd5996005e

Vides raksturošana

• Optiski blīvāka vide – mazāks gaismas izplatīšanās ātrums

• Optiski mazāk blīva vide – lielāks gaismas izplatīšanās ātrums

http://www.la.lv/multfilmu-varoni-kuri-butu-pelnijusi-pieminekli/10/

Gaismas laušanas gadījumi

Laušanas leņķis γ mazāks kā krišanas leņķis α

Laušanas leņķis γ lielāks kā krišanas leņķis α

https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html

Gaismas laušanas likumi

• Krītošais stars, lauztais stars un perpendikuls, kas novilkts pret robežvirsmu starp divām vidēm stara krišanas punktā, atrodas vienā plaknē.

• Krišanas leņķa sinusa attiecība pret laušanas leņķa sinusu divām vidēm ir konstants lielums

n2 – 2. vides laušanas koeficientsn1 – 1. vides laušanas koeficients

Gaismas laušanas koeficients n

• Attiecība starp gaismas izplatīšanās ātrumu vakuumā (c = 3 10∙ 8 m/s) un vidē (v)

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 15. lpp.

1,51

1,31= 1,15B)A) Stikls

C) v = c/n3 ∙108

1,51= 1,99 ∙108 m/svs =

3 ∙108

1,31= 2,29 ∙108 m/svl =

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 15. lpp.

sin 35o

sin 22,5o=

sin 60o

sin x

x = sin 22,5o ∙ sin 60o

sin 35o

x = 0,38 ∙ 0,87

0,57= 0,58 = 35,5o

Gaismas laušana prizmā

• Monohromatiska gaisma (viens viļņa garums)– uz virsmas AB laušanas leņķis mazāks kā krišanas leņķis– uz virsmas BC laušanas leņķis lielāks kā krišanas leņķis– gaismas stari, ejot cauri prizmai, noliecas uz prizmas

pamata pusi

Pilnīga iekšējā atstarošana• ja krišanas leņķis ir tik liels, ka atstarošanas leņķis ir

90o, visa gaisma atstarojas no robežvirsmas• šo konkrēto krišanas leņķi sauc par pilnīgās

atstarošanas robežleņķi αo, aprēķina pēc gaismas laušanas likuma

http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/12-klase/apgaismojums-un-atteli-lausana-atstarosanas-9191/re-76b47f26-f9b8-4d14-86b4-eaf8ab0cd746

Gaismas vadi (optiskie kabeļi)

http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_12/default.aspx@tabid=3&id=250.html

http://internetaguru.lv/ar-ko-atskiras-optiskais-internets-no-parasta/

P.Puķītis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 15. lpp.

A) Gaismai jāpāriet no optiski blīvākas uz mazāk blīvu vidi – tātad krītošajam staram jāatrodas stiklā.

B) sin αo =

αo =

11

= 0.67

1,5

sin αo

= 42o

Sasniedzamie rezultāti• Izprot gaismas staru gaitu un attēlu veidošanās principus spoguļos. • Izskaidro optisko ierīču darbības principus. • Izmantojot formulu lapu, aprēķina: gaismas stara krišanas,

atstarošanas un laušanas leņķus, vielas absolūto laušanas koeficientu, spoguļa fokusa attālumu.

• Konstruē priekšmeta attēlu plakanā un izliektā / ieliektā spogulī, raksturo attēlu, konstruē gaismas staru gaitu trijstūra prizmā.

• Izvērtē un pamato optisko gaismas vadu izmantošanas priekšrocības.

Papildus informācijas avoti:• http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/12-klase/gaismas-vilni-9199/re-92619068-2800-4bc7-90d1-546

de8351403

• https://www.fizmix.lv/fiztemas/gaisma-16/gaismas-izplatisanas • http://www.dzm.lu.lv/mat/atbalsts1/Fizika8/VM/8_3/F_8_03_VM_02.swf • http://www.macibuvideo.lv/c/apgaismojums-un-atteli • http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/8-klase/gaisma-6066/re-b7ee164f-29a7-4384-affb-

bbcd5996005e • http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_12/default.aspx@tabid=3&id=250.html • Simulācijas: https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_en.html

• http://interneturok.ru/physics/11-klass/boptikab/zakony-geometricheskoy-optiki?seconds=0&chapter_id=805

• http://interneturok.ru/physics/11-klass/boptikab/prelomlenie-sveta-polnoe-vnutrennee-otrazhenie

Videostundas krievu valodā:

JAUTĀJUMI?