Интерактивни и забавни занимания за деца
Урок V/03: Калейдоксоп
Цел на урока:
Децата научиха как можем да използваме огледала и огледални предмети, за да отразяваме светлината и да създаваме модели.
Попитайте децата си:
- Каква светлина?
- Дали светлината наистина е бяла (прозрачна)?
- Можете да изброите обектите, от които се отразява светлината?
- Какво е калейдоскоп?
- На какъв принцип работи калейдоскопът?
- Ще познавате друго устройство, което работи на подобен принцип?
Оптика
Оптиката се занимава с изучаване на природата на светлината и законите на светлинните явления, възникващи по време на разпространението на светлината и взаимодействието на светлината и материята.
Ефектите на светлинното лъчение, изследвани в химията, биологията, медицината и психологията, също могат да бъдат включени в оптиката. Оптиката, заедно с механиката, принадлежи към най-старите области на физиката. Това се дължи на факта, че човек визуално получава повече от 80% от информацията за света. Оптиката направи възможно проникването в зони, недостъпни за човешкото око.
Оптика
Изображение на оптика за пречупване на призмата от OpenClipartVectors [Public Domain] чрез Pixabay
Светлината
Светлината е напречна електромагнитна вълна, която не се нуждае от материална среда за разпространението си (поради това се разпространява, например, чрез вакуум). Подобно на други видове вълни, светлината се характеризира с дължина на вълната. Светлината е електромагнитна вълна, към която човешкият зрителен орган е чувствителен. Физиологичното усещане, наречено зрение, причинява електромагнитни вълни при дължини на вълните от 390 nm до 790 nm.
Светлината с различни честоти предизвиква различно възприятие у човека, което ние характеризираме като цвета на светлината. Светлинният интервал се определя от виолетов цвят (с дължина на вълната 390 nm) и червен цвят (с дължина на вълната 790 nm). Това определение обаче е само ориентировъчно, тъй като се влияе от индивидуалните характеристики на човешкото око. Освен това окото е най-чувствително към жълто-зелен цвят (с дължина на вълната 550 nm).
Колориметрията се занимава със сглобяването на светлини от различни цветове, познаването на които е важно напр. за предаване, запис и възпроизвеждане на цветен телевизионен сигнал.
Разпространение на светлината
Разпространението на светлината може да бъде повлияно от свойствата на средата, през която преминава светлината. Възможни са следните случаи:
- светлинен проход (почти) без промяна - чиста среда (стъкло, вода.)
- поглъщане на светлина - преминава само светлина с определени дължини на вълната (цветни филтри.)
- разсейване на светлината - посоката на разпространение на светлината се променя неравномерно (матова среда)
- отражение на светлината - светлината не преминава през околната среда, но се отразява (огледала.)
Веществата, през които преминава светлината, се означават като оптична среда. Не може да бъде:
- прозрачен - среда, в която не се получава разсейване на светлината. Околната среда може да бъде бистра (стъклена, водна.) Или цветна (тогава тя пропуска само светлина с някои дължини на вълната). Тази среда е видима.
- полупрозрачен - светлината се разпространява през околната среда, но е частично разпръсната (млечна чаша, вода с мляко.). Тази среда може да бъде "осветена".
- непрозрачен - светлината силно се абсорбира или отразява на повърхността
Отражение на светлината
Ако светлината попадне на интерфейса на две оптични среди (с различни показатели на пречупване), тогава тя се отразява частично и частично се предава от една среда в друга. Ние наричаме това явление отражение и пречупване на светлината.
Законът на отражението
Ако светлината падне на границата на две среди под ъгъл α, тя се отразява с ъгъл α '. Величината на ъгъла на отражение α 'е равна на величината на ъгъла на падане α, т.е. α = α '. Отразеният лъч лежи в равнината на удара.
В случай на отражение и пречупване на светлината се прилага законът за взаимозаменяемост на лъчите, т.е. инцидент и обезсърчени, или падащият и пречупеният лъч могат да бъдат разменени.
Калейдоскоп
Може би всеки от нас поне веднъж е имал калейдоскоп в ръката си - тръба, облицована от три страни с огледала и завършена с усукващ се ръкав. Всичко, което се вкара в ръкава, отскача от огледалата три пъти. Всяко от тези изображения се отразява отново три пъти. Това създава симетричен орнамент, пълен с грация и красота. Калейдоскопът е изобретен още през 1816 г. от шотландския учен сър Дейвид Брустър. Името му произлиза от гръцки и може да бъде преведено свободно като „устройство, чрез което могат да се видят красиви изображения“. Дори и днес, във времето на детерминистичния хаос, калейдоскопът е все още много популярен и освен това се превръща в инструмент за художествено творчество.
Калейдоскопът, чешката красавица, е детска играчка, която използва система от огледала и цветни тела, за да създаде уникални форми, когато се гледа срещу светлинен източник.
Калейдоскоп
Снимка на черно-бяла калейдоскопска тръба от Clément Bucco-Lechat [CC BY-SA 3.0] чрез Wikimedia Commons
Изображение в калейдоскоп
Изображение на Калейдоскоп 2 от Hide-sp [CC-BY-SA-3.0], чрез Wikimedia Commons
Конструкция на калейдоскоп
Това е приблизително 10 - 15 см дълъг цилиндър, който има отворен отвор от едната страна, през който гледа в цилиндъра. Три огледала са поставени надлъжно в цилиндъра. Пространството между тях е във формата на равнобедрен триъгълник. От друга страна, има малко пространство, в което са поставени цветни тела. Благодарение на системата от огледала има редовно многократно отражение, което създава желаните оптични явления. Калейдоскопът може да се завърти, за да пренареди малки цветни тела. Това се проявява чрез промяна във формата на наблюдателя.
Ако се интересувате от темата и искате да научите повече:
Имате ли нужда от съвет? Пишете ни [email protected]
Ние можем да ви помогнем?
Не можете да попълните приложението? Ако имате проблем, не се колебайте да се свържете с нас: