|
|
Физика. Дом имени чулпана
ТЕМА ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.
ПАРОВАЯ ТУРБИНА
Нельзя ли использовать внутреннюю энергию для совершения работы Рассмотрим следующий опыт.
В пробирку нальем немного воды и заткнем ее пробкой. Затем доведем температуру воды до кипения. Давление образовавшего пара повысится и выбьет пробку. В этом процессе энергия топлива превращается во внутреннюю энергию пара, затем пар расширяется и выбивает пробку, те. совершает работу.
Если вместо пробирки взять цилиндра вместо пробки поршень, то у нас получится простой тепловой двигатель.
Устройство, превращающее тепловую энергию в механическую, называют тепловым двигателем.
Существует множество видов тепловых двигателей паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, паровая или газовая турбина, реактивный двигатель. Хотя со времен Архимеда знали, что при расширении пар совершает работу, но первый тепловой двигатель был построен только в конце XVIII века. Его назвали паровой машиной. Он состоял из парового котла, высокотемпературный пар подавался в цилиндр и приводил в движение поршень. Первая паровая машина была построена английским механиком Джейм-
Двигатели внутреннего сгорания. Паровая турбина Глава IV. Тепловые явления сом Уаттом в 1768 году. Затем под его руководством в течение
10 лет было изготовлено 119 машин. Первый паровой автомобиль построен в 1770 году французским инженером Ж. Кюньо. Первый паровоз был построен английским изобретателем Ричардом Треви-
тиком в 1803 году. С 1803 года Джорж Стефенсон запускает завод по производству паровозов. В течение 100 лет паровая машина была основным средством передвижения железнодорожного транспорта. В настоящее время паровозы заменены тепловозами и элек- тровозами.
Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 году французским инженером Этьеном Ленуаром. В паровой машине пар создается снаружи, затем подается в цилиндр. В двигателе внутреннего сгорания топливо сжигается внутри цилиндра и создается высокотемпературный газ. Бензиновый двигатель был создан в 1885 году немецким изобретателем Ш. Даймлером. Современные двигатели внутреннего сгорания бывают двух, четырех, шестицилиндровыми и т.д. На рис. 88 приведен четырехцилиндровый двигатель. Поршни, находящиеся внутри цилиндров, установлены на коленчатый вал 1. Навалу для уменьшения колебаний укреплен тяжелый маховик 2. Каждый цилиндр в верхней части имеет по два клапана. Один из них впускает горючую смесь (смесь бензина с воздухом, а другой выпускает продукты горения.
Принцип работы одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания приведен на рис. 89.
I такт. Впуск. Открывается клапан 1, клапан 2 закрыт. Поршень 3 двигается вниз и всасывает горючую смесь.
Рис. 88
121 II такт. Сжатие Оба клапана закрыты. Поршень двигается вверх, и происходит сжатие горючей смеси такт. Рабочий ход. Оба клапана закрыты. В конце сжатия происходит воспламенение горючей смеси от электрической искры 4. В результате образуется горячий газ с давлением 3–6 МРа и температурой. Давление газа перемещает поршень вниз, и поршень вращает коленчатый вал такт. Выхлоп Открывается клапан 2, клапан 1 закрыт. Поршень двигается вверх. Продукты горения через клапан выходят в атмосферу. В одноцилиндровом двигателе полезная работа совершается только в III такте. В четырехцилиндровом двигателе поршни располагаются таким образом, что в каждом такте один из них делает рабочий ход. В результате коленчатый вал получает полезную энергию в 4 раза быст рее. Рис. В 1897 году немецкий инженер Р. Дизель изобрел новый тип двигателя внутреннего сгорания. Здесь сжатию подвергается негорючая смесь, а только воздух. При сжатии температура воздуха повышается настолько, что впрыснутое горючее самовоспламеняется. Поэтому такой двигатель не имеет устройства для создания искры и карбюратора для приготовления горючей смеси. Но- Двигатели внутреннего сгорания. Паровая турбина Глава IV. Тепловые явления 122
вый двигатель назвали дизелем. КПД дизельных двигателей составляет 31–44%. На карбюраторных двигателях КПД обычно бывает Паровая турбина В паровой турбине пар, имеющий высокую температуру и давление, через специальные трубы подается на лопатки. Лопатки под действием имеющего высокую скорость пара вращают колесо рис. 90).
1. Где в двигателе внутреннего сгорания будет больше энергия газа в конце такта впуска или в конце такта сжатия. На одну паровую турбину подается пар при температуре Сана другую – при температуре С. Если отработанный пару обеих турбин имеет одинаковую температуру, которая из турбин имеет больший КПД. В каком моменте какого такта двигателя внутреннего сгорания внутренняя энергия газа будет самой большой Самую маленькую в мире паровую машину построил 33- летний изобретатель Детли Абрахам из города Гельзенкир- хен (Германия. Изготовленная из меди машина имела длину всего 14 миллиметров, а ширина ее составляла 12 миллиметров.
ТЕМА РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Каждый из вас надувал резиновый шар. Если, не завязав отверстие, отпустить шар, то он взлетает. Под действием какой силы шар взлетает Воздух, вылетающий из шара, двигается назад, а шар под действием воздуха начинает двигаться вперед. Поэтому принципу Рис. 90
устроен реактивный двигатель. Газ, сгоревший в двигателе, двигается назад, асам двигатель начинает двигаться вперед. Реактивный двигатель может быть установлен в самолете, ракете ив гоночных автомобилях. Они двигаются за счет реактивного движения. Очень давно были изобретены также пороховые двигатели. Сейчас они называются твердотопливными двигателями. Порох состоит из смеси угля, серы и селитры. В селитре имеется необходимый для горения кислород. Такие двигатели установлены в военных и сигнальных ракетах (рис. 91). Ими пользуются ив современных военных ракетах. Но состав пороха в них другой. Во многих реактивных двигателях используют кислород из окружающего воздуха. Их называют воздушными реактивными двигателями. Те из них, которые не используют воздух, называются ракетными двигателями. В х годах прошлого столетия ученые изобрели реактивные двигатели на жидком топливе. В камеру сгорания таких двигателей из отдельных баков подаются жидкое топливо и окислитель (рис. 92). Высокотемпературные газы, сгоревшие в камере сгорания, вылетают из сопла и толкают ракету вперед. Такие двигатели в настоящее время выводят ракеты в космос. Для самолетов изобрели воздушные реактивные двигатели. В них необходимый для горения кислород берется из воздуха. Двигатель, установленный в самолете, всасывает воздух и смешивает его в камере сгорания с парами керосина. Такой двигатель называется турбореактивным. Газ, вылетающий из сопла турбореактивного двигателя, имеет температуру Си скорость
550 мс. Самолеты-истребители летают со скоростью выше 2000 км/
Реактивный двигатель. Тепловые машины и охрана окружающей среды
Рис. Рис. 91
порох
Сжатый
газ
Камера
сгорания
Камера
сгорания
Окисли-
тель
Сопло
Насос
Глава IV. Тепловые явления час, мощность (тяга) их двигателей достигает 15000 л.с. при относительно небольшом размере. Поршневой двигатель с такими данными создать невозможно. Турбореактивный двигатель позволяет летать на высотах более 20 километров (поршневой – не более 10 км, причем у земли на сверхзвуковой скорости (более 1250 км/ч), а предел для поршневого – 750 км/ч.
Отработанное топливо у рассмотренных выше двигателей внутреннего сгорания выбрасывается в атмосферу. Отработанные газы содержат много вредных веществ, и поэтому они загрязняют окружающий воздух. Из воздуха вредные вещества (особенно соединения свинца) усваиваются растениями, которые становятся непригодными для употребления. Поэтому в целях охраны окружающей среды вводятся ограничения на наличие вредных веществ в выхлопных газах, выходящих из автомобиля. В хорошо отлаженном двигателе содержание вредных веществ в отработанном топливе не превышает установленных норм. Это проверяется специальными сотрудниками при техническом осмотре и контроле автомобиля.
Соедините с водопроводом, имеющим большое давление, резиновый шланг длиной
20–30 см. Наконец шланга наденьте
Г-образную металлическую или пластмассовую трубку. Откройте воду и приблизительно отметьте отклонение шланга от вертикали при сильной или слабой струе (рис. 93). Дайте объяснение этому явлению. На чем основано движение реактивного двигателя. Приведите примеры реактивного движения из повседневной жизни. На каком движении основан полет ружейной пули?
Рис. 93
Контрольные вопросы к главе КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ IV 1. Почему в котлах трубы делаются высокими) Чтобы издалека увидеть источник тепла) Чтобы улучшить конвекцию) Для выполнения требований архитектуры) Чтобы вывести продукты горения выше уровня, где дышат люди. В основном каким способом передается тепло в твердых телах) Конвекцией. B) Посредством теплопроводности) Излучением. D) Всеми приведенными выше. Что такое конвекция) Возникновение потока между неравномерно разогретыми слоями жидкости или газа) Обмен теплотой посредством излучения между неравномерно разогретыми слоями жидкости и газа) Переход вещества из жидкого состояния в газообразное) Изменение внутренней энергии при теплообмене. Как изменяется мощность реактивных самолетов с увеличением высоты полета) Не изменяется. B) Растет. C) Уменьшается. D) Сначала растет, а потом уменьшается. 5. Меняется ли масса воды при замерзании) Не меняется. B) Растет. C) Уменьшается. D) Зависит от внешнего давления. Какова последовательность тактов в одноцилиндровом двигателе внутреннего сгорания) Впуск, рабочий ход, сжатие, выпуск) Рабочий ход, впуск, сжатие, выпуск) Выпуск, впуск, рабочий ход, сжатие) Впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск Глава IV. Тепловые явления 126 7. Какое движение называется реактивным ? A) Движение, возникающее при воздействии на неподвижное тело другого тела) Равномерное движение, когда на тело не действует другие тела) Движение, возникающее при отделении с какой-то скоростью некоторой части тела от него) Движение, возникающее из-за разницы давления. Каков физический смысл температуры) Мера средней кинетической энергии молекул) Мера потенциальной энергии взаимодействия молекул) Мера внутренней энергии газа, жидкости и твердых тел) Мера нагретости вещества. Почему железная ручка двери зимой кажется холоднее, чем деревянные части) Металл больше поглощает тепло) Теплопроводность металла больше, чему дерева) Теплопроводность дерева больше, чему металла) Железная ручка находится снаружи больше, чем деревянные части. Если затопить печь, то как меняется внутренняя энергия воздуха в помещении) Не меняется. B) Растет. C) Уменьшается. D) Зависит от температуры внешней среды. 11. Каким способом передается энергия от Солнца на Землю) Конвекцией) Излучением) Посредством теплопроводности) Способами, приведенными в Аи С. Одно ведро угля подняли на 4 этаж дома и сожгли. При этом насколько больше выделится энергии, чем если уголь сжечь на первом этаже) В 4 раза. B) В 2 раза) В 3 раза. D) Выделится одинаковое количество теплоты ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ БЕСЕДА В нижеприведенной таблице вы ознакомитесь с кратким содержанием тем, изложенных в главе Температура Величина, характеризующая степень нагретости веществ и тел. Определяется кинетической энергией частиц, из которых состоит вещество. Внутренняя энергия Сумма кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом. Внутренняя энергия изменяется при передаче тепла телу извне или ее отнятии, а также при совершении работы. Термометр Прибор для измерения температуры. Бывает ртутный или спир- товый. Основан на изменении высоты столба жидкости в трубке при изменении температуры. Биметал- лическая пластина Две склепанные вместе пластины, имеющие разную теплопровод ность. Теплопро- водность Передача тепла из более нагретой части тела в менее нагретую. Передача происходит за счет движения частиц, из которых состоит тело. В металлах в сотни раз больше, чем в пластмассе, кирпиче, стекле, воде. В газах – очень малень- кая. Конвекция Передача теплоты нагретыми потоками жидкости или газа из одних участков в другие. Скорость конвекции зависит от теплопроводности слоев. Излучение Процесс передачи энергии нагретыми телами. Некоторые из них – видимые глазом, другие – невидимые. Излучение уносит с собой энергию. Тела и вещества при поглощении излучения нагреваются. Шкала температур Цельсия Одна из единиц измерения температуры. За начало отсчета берут температуру таяния льда. Температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении принята за 100°С. Заключительная беседа
128 Двигатель внутреннего сгорания
Устройство для превращения внутренней энергии горючего в ме- ханическую.
Паровая машина
Устройство для превращения внутренней энергии нагретого пара в механическую при помощи цилиндра и поршня.
Паровая турбина
Устройство, в котором высокотемпературный пар под большим давлением передает энергию колесу, приводя в движение лопасти турбины.
Дизель
Двигатель внутреннего сгорания, в котором горючее воспламеняется в цилиндре под действием высокого давления. Воздух в цилиндре при быстром сжатии нагревается (600–700°C). И если в этот момент туда впрыснуть горючее, оно воспламеняется. Двигатель назван именем изобретателя Р. Дизеля.
Реактивный двигатель
Вылетающие из двигателя газы создают силу тяги, направленную в противоположную сторону. На этом принципе основана работа реактивного двигателя. Двигатель, который использует воздух, называется воздушным реактивным двигателем, а двигатель, не использующий воздух – ракетным двигателем.
Заключительная беседа
Продолжение
– источники света закон распространения света солнечные и лунные затмения взгляды Беруни и Авиценны на световые явления сведения о зеркалах и линзах лупа, устройство фотоаппарата образование радуги и разложение белого света призмой ознакомление с лабораторными работами по оптике.
V
ГЛАВА
СВЕТОВЫЕ
ЯВЛЕНИЯ
Глава V. Световые явления ВВОДНАЯ БЕСЕДА Как было сказано ранее, Солнце является не только основным источником энергии на Земле, но и основным побудителем органической жизни. Для роста растений, деревьев обязательно необходим свет. Что мы понимаем под словом свет Как формируется зрение Почему свет легко проходит через толстое стекло, ноне проходит через тонкую бумагу С какой скоростью он распространяется На эти и подобные вопросы человечество старалось найти ответ с доисторических времен. Но свои секреты свет хранил дольше других явлений. Наши сведения об окружающем мире, полученные с помощью зрения, намного больше сведений, полученных с помощью других органов чувств. Древние греки думали, что из глаз человека выходят какие-то лучи, они падают на предметы, и тогда что-то можно увидеть. Разве в таком случае глаз не должен видеть одинаково днем и ночью Как выдумаете Впоследствии английский ученый И. Ньютон предложил рассматривать свет как поток частиц. Этот поток называется лучом света. Луч света выходит из какого-то источника, например, Солнца и падает на предметы. Отразившись от них, он попадает нам в глаза и поэтому мы видим предметы, так объяснял Ньютон. Это предположение, хотя и объясняет многие процессы, связанные со светом, но далеко не все. Например, возгорание может произойти от Солнца, также может происходить обесцвечивание материалов под действием света и т.д. В процессе изучения подобных явлений ученые создали новые теории о природе света. ТЕМА ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕИСТОЧНИКИ СВЕТАВещества, излучающие свет, называются источниками света. Например, Солнце, звезды, электрическая лампочка, горящая свеча, пламя костра и т.д. Некоторые вещества, такие как Луна или зеркала, сами не являются источниками света, но светят отраженным светом Некоторые насекомые и рыбы тоже излучают свет. Источники света условно можно поделить на два вида естественные источники света и искусственные источники света (рис. Солнце, звезды, молния, полярное сияние, золотой жук, некоторые виды рыб, перегной являются естественными источниками света. Источники света, созданные людьми, называются искусственными источниками света К ним относятся электрическая лампочка, пламя костра, керосиновая лампа, экран телевизора, электрическая и газовая сварка, горящий природный газ и т.д. Луч, выходящий из источника света, имеет различную окраску. Основной причиной излучения света веществом является нагревание. В зависимости оттого, какова температура вещества – высокая или низкая, меняется и цвет излучения. Например, если через электрическую лампочку не проходит определенный ток, она тускнеет и не очень хорошо освещает комнату. Естественные источники света Искуственные источники света Приемники света Рис. Естественные и искусственные источники света Глава V. Световые явления Вещества, реагирующие на свет, называются приемниками света. Человеческий глаз выполняет эту функцию. Сюда же относятся фотопленки, фотоаппараты, видеокамеры, солнечные батареи, пульты управления телевизором и видеомагнитофоном. Под действием солнечных лучей в растениях протекают сложные процессы и выделяется необходимый для жизни на Земле кислород, образуются белки и масла. Какие еще источники света вызнаете. Существуют ли вещества, излучающие свечи в холодном состоянии. Какие еще устройства, работающие от воздействия света, вызнаете ТЕМА ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА. ТЕНЬ И ПОЛУТЕНЬДля того чтобы изучить распространение света, проведем следующий опыт. Между источником света Ми экраном Е поместим препятствие Т (риса. На экране появится тень диска. Если между источником света Ми экраном поместить препятствие с щелью ТТ, на экране увидим световое пятно, соответствующее щели (рис. 95, б. Если мысленно провести две прямые линии через точки на границе тени и на поверхности препятствия, а затем продолжить их далее, то окажется, что точкой пересечения этих линий является источник света. Тоже произойдет, если провести линии через световое пятно и границы щели на экране. Отсюда мы приходим к выводу, что свет распространяется прямолинейно. Поэтому свет еще называют лучом. В математике при проведении линии часто употребляют выражение проведем луч. На рис. 95 показана тень, образовавшаяся за предметом. Центральная часть тени – темная, на краях – полутемная. Темную часть называют тенью, а полутемную часть называют полутенью. На риса показано, как на предмет падает свет от двух источников S1 и S2 . На тень за предметом ни от какого источника свет не падает. В полутень падает свет от одного из источников. В область за полутенью свет падает от обоих источников. Если погасить одну из свечей, то за предметом будет только тень 133 a) б) Рис. 96 S1 S2 a) б) Рис. 95 ММТТТЕЕПопробуйте дать объяснение картине, наблюдаемой на рис. 96, б. В нем размеры шара намного меньше размера электрической лампочки. Заполните глубокий таз водой. Взяв карандаши держа его над тазом, проследите за его тенью под водой. Затем окуните половину карандаша вводу и снова проследите за его тенью. Обратите внимание на то, что тень делится на две части, и расстояние между тенями большое и светлое. Подумайте о причине этого. Почему в облачный день не образуются тени от предметов. Если на стену спроектировать тень какого-то предмета, отчего будет зависеть размер тени. Какие еще явления подтверждают прямолинейное распространение света?Прямолинейное распространение света. Тень и полутень Глава V. Световые явления ТЕМА СОЛНЕЧНЫЕ И ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ В природе образование тени и полутени в крупном масштабе можно наблюдать при солнечном и лунном затмениях. Известно, что вокруг Солнца вращаются, кроме других планет, Земля со своим естественным спутником Луной. Земля делает один оборот вокруг Солнца за 365,26 суток. Луна же делает один оборот вокруг Земли за 27 суток 7 часов 43 минуты. В процессе их движения в какой-то момент, если между Землей и Солнцем окажется Луна, она закрывает лучи, идущие от Солнца. Тогда происходит затмение Солнца (рис. Рис. 97 ABBЗемляЛунаСолнцеОрбита ЛуныСолнечные лучи, падающие на область А на Земле, полностью перекрываются Луной, и там будет темно. В этом месте наблюдается полное затмение Солнца. В области В на Земле будет полутень. Здесь наблюдается частичное затмение Солнца. В местах полного затмения Солнца на Земле наступает полная темнота, и на небе видны звезды. Эта область Земли не нагревается, за счет чего поднимается ветер. От этого начинают выть собаки, домашние животные сильно беспокоятся. В прошлом и люди боялись затмений. Если между Луной и Солнцем оказывается Земля, то наступает затмение Луны (рис. 98). Луна не излучает свет. Она просто отражает падающие на нее солнечные лучи. Когда Земля закрывает падающие на Луну лучи Солнца, тень Земли падает на Луну. Если бы у Земли не было атмосферы, то вовремя затмения Луны она была бы невидна. Солнечные лучи преломляются в атмосфере Земли, и поэтому при затмении Луны она окрашивается в красноватый цвет Рис. 98 СолнцеЗемляЛунаОрбита ЛуныВ старину не знали причину затмения Луны, у людей появлялся сильный страх. Чтобы объяснить затмение, они придумывали разные небылицы. В настоящее время затмения Солнца и Луны предсказывают, с пояснением где, когда и как они будут наблюдаться. При изучении этих явлений ученые наблюдают и солнечную корону, которая в другое время не видна. За счет вращения Земли вокруг своей оси происходит смена ночи и дня. Луна также вращается вокруг своей оси. Мы видим светлую сторону Луны, а неосвещенную сторону невидим. Это нельзя путать с лунным затме нием. Возьмите монету и через нее посмотрите на Солнце. Если монету держать близко от глаза, Солнце полностью закрывается ею. Если медленно удалять монету от глаза, то закрытым окажется центр Солнца, и оно будет видно в виде кольца. При проведении опыта на глаза наденьте темные очки. Можно ли, стоя на Луне, наблюдать затмение Земли. Какое событие наблюдается чаще в течение года затмение Луны или затмение Солнца. Наблюдается ли частичное затмение Луны Между Землей и Солнцем двигаются две планеты. Они называются Меркурий и Венера. Когда они оказываются между Землей и Солнцем, происходит ли солнечное затмение Из-за того, что расстояние между Землей и этими планетами очень большое, Солнечные и лунные затмения Глава V. Световые явления тень от них будет очень маленькой. При этом в телескоп на солнечном диске можно видеть перемещение темного пятна Залет до н.э. в Вавилоне знали, что затмения повторяются с определенной периодичностью. Этот период называется саросом (по-арабски – повторение, ион равен 6585 суткам, те. 18 годам 11,3 суткам. За этот период наблюдаются 43 затмения Солнца и 28 затмений Луны ТЕМА СКОРОСТЬ СВЕТА.ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТААристотель считал, что луч света распространяется мгновенно. Галилей пытался определить скорость света. Два человека находились друг от друга на расстоянии нескольких километров, и один из них держал в руке фонарь. Закрывая фонарь на некоторое время, один из наблюдателей засекал время. Второй наблюдатель засекал время, в течение которого он видел луч. Но эксперимент закончился неудачей. Впервые скорость света удалось измерить датскому астроному Ола-фу Ремеру в 1676 году. После него многие ученые измеряли скорость света разными методами. Скорость света – очень большая, в вакууме она равна υ = 300 000 км/с. В природе никакое тело или частица не двигается с такой скоростью. При прохождении из одной среды в другую скорость света изменяется. Например, если вводе скорость света равна 225000 км/с, тов стекле она равна 200 000 км/с. Свет от Солнца, двигающийся ста- кой большой скоростью, достигает Земли за 8,3 минуты. Отражение света Вспомните, в какое состояние попадает обезьяна или другое животное, если они первый раз оказываются около зеркала. Они пытаются схватить находящееся в зеркале свое отражение. Идущие на водопой животные или древние люди, увидев свое отражение в чистой воде, тоже впадали в странное состояние Луч света отражается от различных веществ – зеркала, поверхности воды, оконного стекла, полированной поверхности металла и других предметов. Когда свет падает из воздуха вводу, часть его отражается, а часть проникает вводу. Для изучения явления отражения пользуются следующим устройством (рис. 99). В центре оптического диска установим зеркало и направим на зеркало луч световой указки (лазер. Тогда увидим, как луч отражается от зеркала. Если изменить угол падения луча, то угол отражения тоже изменится соответственно падающему. Угол между перпендикуляром, восстановленным в точке падения, и падающим лучом называется углом падения (α). Угол между перпендикуляром, востановленным в точке падения, и отраженным лучом называется углом отражения (γ). Опыты показывают, что угол отражения всегда равен углу падения. Это называется законом отражения света = Если бы поверхность предмета была абсолютно гладкой, луч отразился бы от нее только в одну сторону, и мы увидели бы луч только с этой стороны. На самом делена поверхности предмета имеются неровности, и поэтому луч света от такой поверхности рассеивается. От рассеянного света глаза не устают. Поэтому для освещения комнаты применяются осветители с рассеянным излучением.
Преломление света. Для изучения преломления света на оптический диск вместо плоского зеркала устанавливаем стекло в форме полукруга (рис. 100). Если на стекло световой указкой направить луч света, то увидим, что часть света 1 отразилась, а часть света 2 преломляется и проникает в стекло. Угол между перпендикуляром, восстановленным в точке падения, и преломленным лучом называется углом преломления β. Опыты показывают, что угол преломления меньше угла падения. Значит, при прохождении из одной сре-
Скорость света. Отражение и преломление света
Рис. Рис. 100
Глава V. Световые явления 138
ды в другую свет меняет свое направление. Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров, например, трубочка в стакане с водой кажется поломанной, если смотреть на воду в пруд, он кажется неглубоким (рис. 101). Причина преломления света при переходе из одной среды в другую заключается в изменении скорости света. При переходе света из стекла в воздух или из воды в воздух угол преломления будет больше угла падения. Поэтому для обитателей воды внешний мир будет видеться совершенно другим.
Поставьте на стол пиалу и положите в нее монету. Отойдите от стола так, чтобы не было видно монеты. Затем попросите товарища налить в пиалу воду. Когда пиала наполнится водой, вы вновь увидите монету. Объясните причину. Почему, если намочить бумагу, то будут видны буквы на обратной стороне. Мальчик, сидящий на берегу озера, видит вводе отражение Солнца. Если мальчик встанет, в какую сторону сместится отражение Солнца. Будут ли одинаково выглядеть камни, водоросли и др. предметы, если смотреть на них находясь под водой и над водой?
|
|
|
Скачать 2.19 Mb.