Оптика

Фотометрія. Геометрична оптика.

1.     За яких умов прозорий предмет дає тінь без напівтіні?
2.  Під час хірургічних операцій тінь від рук хірурга закриває операційне поле. Як уникнути такої незручності?
3. Що більше – хмара чи її повна тінь?
4. Чи може людина бігти швидше за свою тінь?

Закони відбивання

1.     При якому куті падіння відбиті і промені, які падають будуть складати прямий кут? кут 60^о? співпадати?
2.  Промінь падає на дзеркало перпендикулярно. На який кут відхилиться відбитий промінь від кута, який падає, якщо дзеркало повернути на кут α?
3. Чи можна у воді глибокої криниці побачити відображення Сонця?
4. Для чого у вагонах трамваїв, тролейбусах і автобусах праворуч і ліворуч водія розташовані невеликі дзеркала?
5. Людина йде до плоского дзеркала зі швидкістю 2 м/с. З якою швидкістю вона наближується до свого зображення?
6. Промінь прожектора добре помітний у тумані, а гірше – у ясну погоду. Чому?
7. Чому полірована поверхня блищить?
8. Чому намальовані на запотілому склі фігури добре помітні?
9. З берега добре видно дно річки біля берега, але не видно дна річки на її середині, хоча глибина там може бути меншою, ніж біля берега. Чому?
10. Взимку, коли земля вкрита снігом, місячні ночі бувають світлішими, ніж влітку. Чому?

Заломлення світла. Розсіювання
 

1.     У якому випадку кут заломлення променя дорівнює куту падіння?
2. Намалюйте промінь світла, який йде від певної точки всередині води до ока спостерігача.
3. Будь-яке водоймище, дно якого добре видно, завжди здається більш мілким, ніж у дійсності. Чому?
4. Чому зображення предмета у воді завжди менш яскраве, ніж сам предмет?
5. Існують організми (лялечка пір’ястовусого комара та ін.), які у воді не помітні з-за їх прозорості. Але очі у таких істот-невидимок добре помітні у вигляді чорних крапок. Чому цих істот непомітно у воді? Чи залишаться вони непомітними у повітрі? Чому очі в них непрозорі?
6. Чим пояснити мерехтіння зірок?
7. Як змінилося б видиме зображення зірок на небі, якщо б раптом щезла земна атмосфера?
8. Чому Сонце і Місяць біля обрію здаються овальними?
9. У середніх широтах після заходу Сонця темнішає не відразу, а настають сутінки. Чому?
10.  Чому вдень не видно зірок?
11. Ґрунт, папір, дерево, пісок здаються більш темними, якщо вони вологі. Чому?
12. При розгляданні предметів через віконне скло усі вони повинні здаватися зміщеними. Чому зміщення, як правило, непомітне?
13. Предмети, які спостерігаються через віконне скло, іноді здаються викривленими. Чому?
14. Чому у люстерку з товстого скла видно одне яскраве і декілька блідих зображень свічки?

Оптика ока

1.     У книзі Е.Распе "Пригоди барона Мюнхгаузена” є таке місце: "…Раптом мені прийшла у голову блискуча думка. С усієї сили я вдарив себе кулаком у праве око. З ока, ясна річ, так і посипалися іскри, і порох в ту ж мить спалахнув”. Який фізичний зміст має фраза: "З очей посипалися іскри”.
2. Чи може на сітківці неозброєного ока утворитися зображення предмета, яке буде дорівнювати по величині як сам предмет?
3. Чому далекі предмети здаються повільнішими, ніж ті, які знаходяться ближче?
4. Коли оптична сила ока більша – при розгляданні близьких чи далеких предметів?
5. Проколіть маленький отвір у шматку папері і тримайте його дуже близько від ока і дивіться проти світла. Між отвором і оком помістіть булавку головкою угору. Чому зображення булавки буде головкою вниз?
6. Через маленький отвір, який розташований біля ока, можна досить ясно бачити предмети, які знаходяться дуже близько від ока. Чому ці предмети видаються збільшеними і слабко освітленими?
7. Короткозоре око може розрізнювати більш дрібні деталі (наприклад, читати більш дрібний шрифт), ніж нормальне око. Чому?
8. Щоб бачити краще, короткозорі люди мружать очі. Як це пояснити?
9. Окуляри мають оптичну силу +1,5 діоптрії. Які лінзи у цих окулярах? Який дефект зору компенсують ці окуляри?
10. Роздивляючись предмет через збільшувальне скло око найкраще розташовувати ближче до нього. Чому?
11. У яких випадках доцільно застосовувати збільшувальне скло?
12. Чому важко вдіти нитку у голку якщо дивитися одним оком?
13. Навіщо світлові сигнали часто роблять блимаючими (наприклад, у маяків)?
14. Навіщо водії при зустрічі автомобілів вимикають фари?
15. У темноті при швидкому русі розпеченої вуглини видно червону світлову смугу. Як це пояснити?
16. Чому дощ видається нам у вигляді струменів, хоча він складається з окремих крапель?
17. У туман лампа на ліхтарному стовпі здається повішеною вище, ніж завжди. Чому?
18. Чому вночі джерело світла здається ближчим, ніж воно віддалене від нас насправді?

Оптичні прилади

    Чому у телескоп можна бачити зірки вдень?



Хвильові властивості світла



Інтерференція світла

    Як пояснити райдужні смуги, які спостерігаються у тонкому шарі гасу на поверхні води?

    Нагрійте на спиртівці лезо безпечної бритви. Ви побачите на поверхні металу райдужне забарвлення, яке з’являється при нагріванні сталі до температури 220-350оС. Пояснити явище.

    Чим пояснюється забарвлення крил бабок, жуків та інших комах?

    Чому забарвлення крил комахи змінюється якщо його розглядати під різними кутами?



Дифракція світла

    На поверхні компакт-диску, який розглядається під невеликим кутом, помітні кольорові смуги. Як пояснити це явище?

    При виготовленні штучних перламутрових гудзиків на їх поверхню наносять дуже дрібні риски. Чому після такої обробки гудзик має райдужне забарвлення?



Дисперсія світла

    Під час досліду по розкладенню світла у якості джерела світла застосовується вузька щілина, яка світиться. Чому?

    Чому при розгляданні предмета крізь призму видно райдужна облямівка навколо предмета?

    На екрані отриманий неперервний спектр від вузької щілини за допомогою призми. Як буде змінюватися спектр, якщо щілину розширювати?

    Чому призма повного відбивання дає незабарвлене зображення?

    Чому веселка має форму дуги?

    Чи можна побачити веселку, знаходячись біля одного з її кінців?

    Довжина хвилі червоного світла у воді дорівнює довжині хвилі зеленого світла у повітрі. Який колір людина побачить під водою, якщо вода освітлена червоним світлом?

    Чи випромінює червоні промені шматок заліза, який нагрітий до білого розжарювання?

    Часто говорять: "Температура в затінку дорівнює 25^оС, а наосонні (на освітленій ділянці) 28^оС”. Чи має смисл таке твердження?



Коефіцієнт випромінювання і поглинання

    Промені світла падають на непрозоре тіло і поглинаються ним. Чи зникла енергія цих променів?

    Чому темна пічка скоріше нагріває кімнату, ніж світла?

    Пожежники носять на голові металеві блискучі каски. Чим це викликано?

    У якому чайнику вода нагріється скоріше – у закіптявілому чи чистому (при інших однакових умовах)?

    Чому корабель, який прямує до тропічних країн, як правило, фарбують у світле забарвлення?

    За законом Джоуля-Ленца кількість теплоти, яка виділяється струмом, пропорційна часу проходження струму по провіднику. Чому ж дроти, якими цілий вечір іде струм, не розжарюються?

    Полум’я свічки, яке розглядається крізь пару, здається червоним. Чому?

    Полум’я електричної дуги нешкідливе для зору, якщо дугу запалити у воді. Чому?



Спектр випромінювання і поглинання

Колір тіла

    М.В.Ломоносов у одному з своїх записів ставить таке питання: "Будь-який колір від змочування водою робиться густішим. Чому? Треба поміркувати”. Як відповісти на це питання?

    На білому фоні написаний текст синіми літерам. Через скло якого забарвлення неможливо побачити напис?

    Чому небо вдень блакитне? Чому Сонце під час заходу червоного кольору?

    Поясніть виникнення кольору синього скла, синього паперу, синього моря.

    Чому у мілких місцях морська вода має зелене забарвлення?

    Чому ліс на небокраї здається не зеленим, а затягнутим блакитним серпанком?

    Під час повного місячного затемнення Місяць трохи освітлений червоним світлом. Чому?

    Якщо протягом тривалого часу (понад години) дивитися телевізор у затемненій кімнаті, то після увімкнення малопотужної лампи (15-25 Вт) білі предмета у кімнаті здаються жовто-оранжевими. Чому?



Квантові властивості світла

    Учень, який пояснює рівняння Ейнштейна для фотоефекту, сказав: "Енергія світла, яке падає, дорівнює роботі виходу електронів і кінетичній енергії їх руху”. У чому неточність такої відповіді?

    Чи можна фотографувати предмети у зовсім темній кімнаті?

    Чому фотографічні знімки проявляють при червоному світлі?

    Чому перекис водню зберігають у склянках з жовтого скла?

    Синя квітка на звичайному фотографічному знімку здається світлішою за жовту, а червона може здаватися чорною. Чому?

    Чому на знімках, які зроблені у інфрачервоних променях зелена рослинність виходить білою. Чому?

    Яке основне перетворення енергії відбувається у телевізорі?

    Тиск світла на чорну поверхню удвічі менший, ніж на білу. Чому?

    Якщо комета помітна на небі увечері, то у яку сторону направлений її хвіст?

    Чому на транспорті для сигналів уваги та заборони прийнятий червоний колір?