Викторина «Оптический калейдоскоп»

Викторина «Оптический калейдоскоп»

Описание материала: внеклассное мероприятие для учащихся 7- 11 классов

Цели занятия:

Расширить знания учащихся по предмету – физика, способствовать развитию мышления, познавательной и творческой активности учащихся.

Способствовать развитию научного мировоззрения.

Развивать умение применять знания в жизни.

1.Какое световое явление заложено в принцип действия перископа?

Правильный ответ:

 Отражение света

Перископ – оптический прибор, принцип действия которого основан на отражении света от зеркал или призм. Применяется для смещения линии зрения наблюдателя: для наблюдения из укрытий, подводных лодок, танков и т.п.

2.Этот феномен известен как "огненная радуга". Он создается в небе, когда солнце и ледяные кристаллы перистых облаков выстраиваются точно по одной горизонтальной линии. Причина этого – одно из световых явлений.

Как называется явление, заключающееся в изменении направления распространения световой волны при переходе из одной среды в другую.

Возникает, когда лучи Солнца проходят через высотные перистые облака, состоящие из шестиугольных пластинчатых кристаллов льда. Солнце для этого должно стоять высоко в небе, выше 58 градусов (поэтому окологоризонтную радугу можно наблюдать только летом, в период солнцестояния), а широкие грани ледяных кристаллов должны располагаться параллельно земле. Свет, входя в кристалл через узкую боковую грань, выходит из широкой нижней, разлагаясь на цвета спектра. В результате все облако становится радужным.

Округло-горизонтальная или окологоризонтальная дуга ("огненная радуга") - один из видов гало, относительно редкий оптический эффект в атмосфере, выражающийся в возникновении горизонтальной радуги, локализованной на фоне лёгких, высоко расположенных перистых облаков.

Феномен проявляется при определённых условиях:

- Солнце должно быть выше 58 градусов над горизонтом;

- в небе должны находиться перистые облака;

- плоские шестиугольные кристаллы льда в облаках должны располагаться горизонтально.

Лучи Солнца при этом проходят через перистые облака, состоящие из кристаллов льда в форме шестигранников. Солнечный свет преломляется в этих кристаллах причудливым образом, и в результате мы видим "огненную радугу". Это явление отнюдь не локальное, оно может простираться на несколько сотен квадратных миль.

3.«Мыльный пузырь, витая в воздухе…зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы» (Марк Твен)

Какое явление описывает Марк Твен?

Правильный ответ:

Марк Твен описывает явление интерференции света в тонких пленках.

4.Закаты и рассветы часто бывают красными. Чем объясняется образование красного цвета неба при рассвете и закате?

Правильный ответ:

 Световые волны красного цвета преломляются под меньшим углом

Световые волны в вечерние и утренние часы проходят большую толщу атмосферы, преломляясь в ней. Длина волны красного цвета больше, чем длина волны остальных цветов спектра, поэтому световые волны красного цвета преломляются под меньшим углом. Все остальные волны, преломляясь, скользят по поверхности атмосферы в утренние и вечерние часы, не достигая земли.

5.Явление миражей часто преследует спутников в пустыни, среди песков они видят водные массивы. Объяснение данного явления связано с различной плотностью воздуха более нагретого от песка и менее нагретого слоя над этой областью. Как идут световые лучи в данном случае?

Правильный ответ:

 Мираж – как раз одна из них. Если солнце раскалило песок в пустыне, воздух над ним стал очень горячим, а значит, менее плотным. Пустыня просматривается до горизонта – на расстоянии 4,7 км. Того, что находится дальше, не видно, поскольку Земля «закругляется». Поток лучей идёт от солнца, доходит где-то на высоте до горячего слоя, отклоняется кверху и идёт дальше уже под другим углом. ... Вода, вода! На самом деле, это просто клочок голубого неба, лежащий за горизонтом. Таким же образом через линию горизонта «перебрасываются» любые изображения: оазиса с пальмами и колодцами, оживлённого базара, города с башнями и стенами и т.п. Случалось, целые караваны гибли, взяв курс на такой оазис

Слово мираж произошло от французского mirage, имеющего два сходных значения.

1. Оптическое явление, наблюдаемое обычно в пустынях, состоящее в том, что кроме предметов в их истинном положении видны их мнимые изображения; при мираже предметы, скрытые за горизонтом, становятся видимыми; могут являться результатом искривления световых лучей в неравномерно нагретых слоях воздуха;

2. Обманчивое видение; нечто кажущееся, призрачное.

Как известно, свет распространяется по прямой лишь в однородной среде. На границе двух сред луч света преломляется, то есть несколько отклоняется от первоначального пути. Такой неоднородной средой является, в частности, воздух земной атмосферы: плотность его возрастает у земной поверхности. Луч света искривляется, и в результате светила выглядят несколько смещенными, "приподнятыми" относительно своих истинных положений на небе. Это явление называется рефракцией (от лат. refractus - "преломленный"). Вследствие рефракции в атмосфере могут появляться мнимые изображения отдельных объектов - миражи.

6.Почему звезды мерцают?

Правильный ответ:

 Из-за преломления света

Сами по себе звезды не мерцают. Это впечатление создается у земного наблюдателя, когда он воспринимает свет звезды после того, как он прошел через атмосферу. Это непременное условие мерцания. На Земле, покрытой толстым «одеялом» атмосферы, лучи света звезд, прежде чем достигнуть поверхности, многократно преломляются в различных направлениях. Свет звезды становится мерцающим, когда он переходит из слоя атмосферы с высокой плотностью в слой с меньшей плотностью. Почему? Массы воздуха вокруг нас не стоят на месте. Они постоянно перемещаются относительно друг друга. Теплый воздух поднимается вверх, холодный – опускается вниз. Воздух преломляет свет по-разному, в зависимости от температуры. При прохождении света из слоя воздуха меньшей плотности в слой большей плотности начинается мерцание света. При этом очертания звезд становятся расплывчатыми, их изображения увеличиваются. Интенсивность излучения звезд, то есть их яркость, меняется. То звезда видна очень хорошо, то она потускнела. А вот опять видна очень отчетливо. Эти изменения интенсивности света по-научному называются «сцинтилляцией». Но мы будем называть это «мерцанием».

3. Почему с Земли небо кажется голубым, а с Луны-чёрным?

Атмосфера Земли рассеивает световые волны голубой части спектра. У Луны нет атмосферы.

7.Уходящая вдаль дорога в жаркий летний день кажется мокрой. Солнечный свет, преломляясь на границе слоев, движется по параболе. Наши глаза его воспринимают и отправляют информацию об объекте в мозг, который по привычке считает, что свет пришел по прямой, и помещает объект ниже линии горизонта. Видимая нами "вода" на дороге — всего лишь свет или кусочек неба, преломленный атмосферной линзой.

4. Почему блестят капельки росы? Почему блестят пузырьки воздуха в воде? Почему блестят драгоценные камни?

2.Гало возникает, когда лучи света преломляются на сгустившихся в высоких облаках ледяных кристалликах, имеющих форму шестигранных призм.

Большой круг образуют лучи, прошедшие через боковую грань и основание призмы - кристалликов.

3.Световое столбы появляются при отражении света от взвешенных в воздухе мельчайших кристаллов льда (с шестиугольным сечением или же столбовидных, в зависимости от угла расположения солнца или луны). Такие кристаллы обычно возникают в высоких перистых облаках. Однако в мороз ледяные кристаллы образуются и в более низких слоях атмосферы. Поэтому, столбы света часто возникают зимой. А их многоцветный оттенок объясняется огнями, которые они отражают.

Ложка в стакане чая кажется нам сломанной.

Почему?

Переходя из одной среды в другую – из менее плотного воздуха в более плотную воду, лучи света преломляются, изменяют прямолинейный путь, причем отклоняясь в сторону более плотной среды. 

«Воздушное зеркало».

На металлический шар нанесён толстый слой сажи. Укрепим шар на штативе. Подвинем стакан с водой к шарику. В воде шарик станет зеркальным. В порах сажи имеется очень много пузырьков воздуха. И когда мы надвигаем стакан с водой на шар, он оказывается окружённым воздушной прослойкой. Свет, идя из воды в воздух претерпевает полное отражение на границе между оптически более плотной средой (водой) и воздухом. Благодаря этому шар нам кажется блестящим.