проект "Страна наоборот" по физике

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа с. Николаевка» Наримановского района Астраханской области

                         Выполнили: ученицы 7 класса МОУ

                                               « СОШ с. Николаевка»

                                               Мурзаханова Зарема,

                                               Душанова Рабига и

                                               Шевченко Мария

                        Руководитель: учитель физики

                                                  Сиражеддинова К.А.

Николаевка  2011

Содержание

Введение---------------------------------------------------------------------------  3

Глава I. Теоретическое изучение истории зеркала-------------------------------   4

1. Из истории создания зеркала -----------------------------------------   4

2. Виды плоских зеркал и их свойства  --------------------------------   5

3. Производство зеркал  ---------------------------------------------------   5

4. Интересные использования зеркал ---------------------------------    6

Глава II. Теория построения изображения в плоском зеркале  ---------------    8

Глава III. Опытно-экспериментальная работа с плоскими зеркалами ------    9

Заключение ------------------------------------------------------------------------ 12

Литература  ------------------------------------------------------------------------ 13

Введение

Актуальность проекта. В каждом доме, квартире есть зеркала. Каждый день мы смотрим в него, видим своё отражение в нём, приводим себя в порядок. Так и я, однажды, глядя в зеркало, призадумалась: как давно человек придумал зеркало, какие виды зеркал есть, какие опыты можно провести с зеркалами?

Прочитав необходимую литературу, я с моими подругами нашли некоторые ответы на свои вопросы.

Вместе с тем, нам стало интересно, как получается изображение в зеркале,   как построить изображение в плоском зеркале, мы решили проделать ряд интересных физических опытов.

Основополагающий вопрос проекта: Разве есть страна наоборот?

Объект исследования:  плоское зеркало.

Предмет исследования: отражение света в плоском зеркале, постановка опытов по физике с использованием плоского зеркала.

Гипотеза: проектная работа опирается на предположение о том, что у учащихся расширятся представления об физических явлениях, если на уроке они увидят опыты с применением плоского зеркала.

Задачи проекта:

1. Проанализировать научную литературу по теме проекта.

2. Изучить теорию построения изображений в плоском зеркале.

3. Определить основные свойства изображения в плоском зеркале.

4. Разработать и воспроизвести физические опыты с плоскими зеркалами.

Методы исследования:

1.теоретический анализ;

2.эксперимент;

3.наблюдение.

Глава I. Теоретическое изучение истории зеркала

1. Из истории создания зеркала

 Изучение истории возникновения зеркала, мы начали с определения  его понятия в энциклопедическом словаре. «Зеркало, тело, обладающее полированной поверхностью и способное образовывать оптические изображения предметов (в т. ч. источников света), отражая световые лучи».

Работая над проектом, мы заинтересовались: как давно появились зеркала?

Ученые считают, что возраст зеркал насчитывает уже более семи тысяч лет. До появления зеркального стекла использовали хорошо наполированные разные виды металлов, к примеру, золото и серебро, олово и медь, бронза, и камень.

Многие археологи считают наиболее ранними зеркалами полированные кусочки обсидиана, которые были найдены в Турции, а насчитывают они около 7500 лет. Но использовать подобные зеркальные поверхности, чтобы тщательно рассмотреть себя, к примеру, сзади, было нельзя, да и оттенки различать было очень проблематично.

Однако купить зеркало тогда было очень трудно, стоимость его к тому же была очень высока, ведь наполировать металл до блеска было непросто. Стоит учитывать, что подобная чистка была необходима зеркальной поверхности ежедневно, ведь она постоянно окислялась.

Годом рождения настоящего зеркала считается 1279 год, когда францисканцем Джоном Пекам был описан уникальный, в то время, способ покрытия обычного стекла тончайшим слоем свинца.

В это время появилась первая багетная мастерская, ведь технология производства подобного чуда была непростой. Слой фольги из олова клали на бумагу, которую с обратной стороны покрывали ртутью, после чего на нее опять помещали лист бумаги, и только после этого накладывали стекло, которое служило неким прессом для этого слоеного пирога, откуда в это время аккуратно вытаскивали бумагу. Конечно, зеркало было очень мутным. Эта технология просуществовала без существенных изменений практически до 1835 года. Именно в этом году профессор Либих обнародовал весьма интересную гипотезу о том, что покрытие серебром вместо олова сделает зеркала более ясными и сверкающими.

Венеция очень ревностно охраняла тайну создания этого чудо-товара. Зеркальщикам было запрещено покидать республику, в ином случае угрожали расплатой над их родными и близкими. По следам тех, кто особенно упорствовал, посылали убийц. Поэтому целых три века это был невероятно, дорогой и фантастически редкий товар, позволить себе сделать зеркала могли лишь очень состоятельные люди.

Любителем зеркал был и французский король Людовик XIV. В его время был разгадан секрет производства венецианских зеркал и цены начали резко уменьшаться. Теперь этот атрибут интерьера можно было все чаще встретить в стенах обычных граждан. В восемнадцатом веке больше половины парижан

имели зеркала. Королевский дворец в Париже в это время имел особое превосходство, именно здесь впервые появилось напольное зеркало.

Появившаяся возможность наблюдать за собой со стороны, привела к огромным последствиям: все состоятельные граждане стали более тщательно следить не только за своим внешним видом, но и своим поведением.  http://www.apxu.ru/article/interior/zerka/zer/ictoria_zerkal.htm

http://www.stavsteklo.ru/help/articles/articles_111.html:  

  Виды плоских зеркал и их свойства

Классифицировать зеркала можно по нескольким признакам, например, по таким параметрам, как размер или материал изготовления.

В зависимости от материала зеркальной пленки (амальгамы) различают алюминиевые и серебряные зеркала. Единственным достоинством зеркал с алюминиевой амальгамой можно назвать их малую стоимость, физико-механические характеристики этих изделий оставляют желать лучшего вследствие их низкой влагостойкости. Изделия с серебряной амальгамой дают идеальное изображение, без каких бы то ни было искажений; кроме того, они долговечнее алюминиевых.

2. Производство зеркал

В древности:

А) стеклянная пластинка соединялась со свинцовой или оловянной подкладкой, поэтому изображение получалось живее, чем на металле.

Б) расплавленное олово попросту заливали в стеклянную колбу, а затем разбивали ее на куски.

В) только три века спустя мастера Венеции додумались, как покрывать оловом плоскую поверхность. В отражающие составы добавляли золото и бронзу, поэтому все предметы в зеркале выглядели красивее, чем в действительности.

В настоящее время производство зеркал состоит из:

1.резки листового стекла,

2. декоративной обработки края заготовки - создание фацета шириной от 4 до 30 мм с  углом наклона к лицевой поверхности от 5 до 30°,

3. нанесение на подготовленную поверхность стекла тонкой пленки металла (отражающее покрытие)

,4. оформление зеркала в оправу.

Наиболее ответственная операция - нанесение на заднюю поверхность стекла отражающего слоя алюминия или серебра (применяемого ограниченно). Использование данных (и других металлов) объясняется тем, что зеркала должны иметь высокий коэффициент отражения. Толщина отражающего покрытия должна соответствовать техническим условиям на конкретные виды зеркал. Коэффициент отражения зеркал должен соответствовать таблице.

Допускается изготовлять декоративные зеркала с другим отражающим покрытием. Коэффициент отражения для декоративных зеркал не нормируется.

Наиболее распространенный технологический процесс производства зеркал серебрением состоит из следующих операций:

1. Удаление с поверхности стекла загрязнения и продуктов коррозии.

2. Нанесение центров осаждения серебра.

3. Собственно серебрение и нанесение защитных покрытий на отражающий слой.

Обычно толщина серебряной пленки колеблется от 0,15 до 0,3 мкм. Для электрохимической защиты отражающего слоя его покрывают медной пленкой. На медную пленку наносят лакокрасочные материалы, предупреждающие механические повреждения защитного слоя.  

После изготовления, зеркала оформляют в папки, окантовывают пластмассой, металлом и другими материалами.

Производство алюминиевого полотна постепенно снижается - компании, производившие алюминиевое зеркало, теперь сами применяют в переработке серебряные зеркала. Использование алюминиевых зеркал ограничено также их малыми размерами, не позволяющими использовать их в производстве шкафов-купе и другой мебели с крупноформатными зеркалами, в оформлении интерьеров. Следует отметить, что в стекольной отрасли чётко прослеживается тенденция использования исходного стекла и зеркал максимальных размеров для дальнейшей переработки, т.к. чем крупнее листы стекла, тем меньше процент отходов при раскрое и значительно выше производительность операций раскроя.

Все эти преимущества способствуют постепенному вытеснению устаревших технологий - производство мебельных и бытовых зеркал в России развивается согласно общемировым тенденциям. Поэтому подавляющее большинство переработчиков зеркала и производителей мебели используют в своём производстве только серебряные зеркала.

:           http://class-fizika.narod.ru/serk6.htm

3. Интересные использования зеркал

1. В 1900 году на Всемирной парижской выставке большим успехом пользовались так называемые Дворец Иллюзий и Дворец Миражей. Во Дворце Иллюзий каждая стена большого шестиугольного зала представляла собой огромное полированное зеркало. Зритель внутри этого зала видел себя затерянным среди 468 своих двойников. А во Дворце Миражей, в таком же зеркальном зале в каждом углу была изображена картина. Части зеркала с изображениями «перелистывались» при помощи скрытых механизмов. Зритель оказывался то в необыкновенном тропическом лесу, то среди бесконечных залов арабского стиля, то в огромном индийском храме. Хитрости столетней давности в наше время взял себе на вооружение знаменитый фокусник Дэвид Копперфильд. Его известнейший трюк с исчезающим вагоном целиком обязан Дворцу Миражей.

2.Зеркало релаксации - одна из новинок, с успехом используемая в кабинетах психологической разгрузки. Однако суть новинки буквально освящена веками. Для снятия усталости предлагается использовать закон бинокулярного зрения. Каждый, кто от переутомления начинает плохо видеть, может поставить перед собой горящую свечу. За ней, на расстоянии 5-10 см, расположить зеркальце и попеременно смотреть то на пляшущий огонек, то на его отражение. Живой огонек, особенно его кончик, будет попеременно возбуждать рецептивные поля сетчатки человека и косвенно клетки лобных долей мозга, которые, получив информацию от правого глаза и левого, построят образ живого огня. Именно этот образ разгрузит мышцы, нормализует давление внутри глаза и избавит от начинающегося расстройства. http://referatwork.ru/refs/source/ref-24753.html

Глава II. Теория построения изображения в плоском зеркале

Зеркало, поверхность которого представляет собой плоскость, называют плоским зеркалом. Когда предмет находится перед зеркалом, то кажется, что за зеркалом находится такой же предмет. То, что мы видим за зеркалом, называется изображением предмета. Для построения изображения точки в плоском зеркале, достаточно выбрать два произвольных луча. При точке O1 строим угол а* равный углу а (по закону отражения света), а при точке О2 строим угол в*, равный углу в. Продолжим отраженные лучи до их пересечения. Глаз видит изображение светящейся точки в том месте, где пересекаются лучи, попавшие в поле зрения.

В плоском зеркале имеет место пересечение продолжения лучей, т. е. мнимое пересечение. В этом случае глаз видит изображение, которое называется мнимым. Точка S1 и будет изображением точки S. Это изображение мнимое, так как пересекаются не сами лучи, а их продолжения (световая энергия в эту точку не поступает).

На рисунке показано построение изображения предмета АВ в плоском зеркале. Изображение в плоском зеркале мнимое, прямое, в натуральную величину, симметричное относительно зеркала.

Глава III. Опытно-экспериментальная работа с плоскими зеркалами

Опыт №1   Зеркальность бумаги.

Так как бумага неровная, ее поверхность дает рассеянный отраженный свет.

Однако и бумагу можно заставить  отражать световые лучи по-другому. Правда, даже очень гладкой бумаге далеко до настоящего зеркала, но все-таки от нее можно добиться некоторой зеркальности.

Возьмём лист очень гладкой бумаги,  прислоним ее к переносице и повернёмся к окну (конечно, лучше в яркий солнечный день). Наш взгляд должен скользить по бумаге.

Результат: мы увидали на ней очень бледное отражение неба,  смутные силуэты деревьев и домов. И чем меньше будет угол между направлением взгляда и листом бумаги, тем яснее будет отражение.  Подобным образом можно получить на бумаге отражение  свечи или электрической лампочки.  Чем же объяснить, что на бумаге, хотя и плохо, но все-таки можно видеть отражение?

Объяснение результата: когда мы смотрим вдоль листа, все бугорки бумажной поверхности загораживают впадинки и превращаются  как бы в одну сплошную поверхность.  Беспорядочных лучей от впадин мы уже не видим, они нам теперь не мешают видеть то, что отражают бугорки.

Опыт №2  Многократное отражение

 Для проведения опыта нам потребовались:

 два зеркала, транспортир, скотч, свеча, спички.

План работы:

1. Скрепим скотчем с обратной стороны зеркала так, чтобы получилась книжка

2. Поставим зажженную свечу в центр транспортира.

 Расположим зеркала на транспортире так, чтобы они образовывали угол в 180 градусов. Мы наблюдаем одно отражение свечи в зеркалах.

3.Попробуем уменьшить угол между зеркалами.

Результат: с уменьшением угла между зеркалами, увеличивается количество отражений свечи в них.

Опыт №3 «Захочу и полечу»

Нам понадобился зеркальный шкаф, его мы нашли в гардеробной комнате.

Если встать за зеркальным шкафом так, чтобы одна половина твоего тела была спрятана, а другая половина выступала из-за шкафа, то подруге, которая станет впереди тебя на расстоянии, покажется, что она видит тебя всего. Ты подымаешь одну руку, а подруге покажется, будто ты подняла обе руки. Но это нисколько не удивит её: две руки ведь поднять нетрудно. А вот, если ты ногу подымешь, то-то удивятся подруга! Ты вдруг преспокойно повиснешь в воздухе, раскинув в стороны ноги.

Опыт №4 «Чем чернее, тем светлее»

Возьмём блестящую ложку. Закоптим её над пламенем свечи, почернее. Теперь ложка ничего не отражает. Копоть поглощает все лучи. Опустим ложку в стакан.

Результат: ложка заблестела в воде. После того как мы её вынимаем, она черна по-прежнему.

Объяснение результата: частички копоти плохо смачиваются водой. Поэтому вокруг закопчённой ложки образуется как бы плёнка, которая отражает свет, как зеркало.

Опыт №5 Измерение расстояния между предметом и его изображением

Нам понадобились: плоское зеркало, деревянная палочка, линейка. Если под зеркало подложить линейку (она должна быть тонкой) и приложить палочку к зеркалу, то мы увидим, что между палочкой и её изображением остаётся промежуток. С помощью линейки видим, что промежуток равен удвоенной толщине зеркала. И только в том случае, если зеркало сделано не из стекла, а из полированного металла, палочка коснётся своего изображения, промежутка не будет.

Опыт № 6 Секрет солнечного зайчика

Мы много раз пускали солнечные зайчики. Чуть повернул руку, а зайчик делает большой скачок. Почему?

Нам понадобились: настольная лампа, лист белой бумаги, расчёска с редкими зубьями, плоское зеркало. Поставим лампу на стул, так чтобы лампочка была на одном уровне с крышкой стола. Расстояние от лампы до стола 1,5-2 метра.   Положим на столе чистый лист бумаги, а на край стола поставим расчёску. Включим лампу, на бумаге мы получили тонкие пучки света. Поставим на бумагу за расчёской зеркало, по столу пошли отражённые лучи. Осторожно повернём зеркало.

Результат: отраженные лучи тоже поворачиваются, но быстрее.

Объяснение: если зеркало поставить под углом 45° к падающим лучам, то отражённые лучи отклоняются на 90°.Поэтому зайчик так быстро прыгает.

Заключение

        В ходе выполнения проекта мы проделали следующую работу:

1. Используя Интернет-статьи, мы изучили исторические сведения о происхождении зеркал и развитии различных её видов в разных странах. Узнали, что прообразы первых зеркал появились 7 тысяч лет назад. Древние зеркала значительно отличались от современных зеркал содержанием, природные ресурсы, человек придавал зеркалам довольно причудливые формы.
2. Затем, используя учебник физики 8 класса, мы изучили построение изображения в плоском зеркале и свойства этих изображений. Используя Интернет-статьи, мы рассмотрели современные технологии изготовления плоских зеркал.
3. Решая четвёртую задачу, мы провели опыты по физике с использованием плоских зеркал, которые можно в дальнейшем продемонстрировать на уроке физики и во внеурочной деятельности.

 Наша работа над проектом не является завершённой. В дальнейшем мы хотели бы изучить неплоские (сферические) зеркала, получение изображений в них, разработать опыты по физике с неплоскими зеркалами, чтобы продемонстрировать работу «кривых зеркал» во время внеклассных занятий или на уроках.

Литература

1. Билимович Б. Ф. «Физические викторины» М. Просвещение, 1977 г.
2. Горев Л. А. «Занимательные опыты по физике» М. Просвещение, 1985 г.
3. Ланге В. Н. «Физические парадоксы и софизмы» М. Просвещение, 1978 г.
4. Перельман Л. И. «Занимательная физика» кн. 1/2 М. Наука, 1979 г./ 1983 г.
5. Перельман Л. И. «Знаете ли вы физику» М. Наука, 1992 г.
6. Перышкин А. В., Чемакин В. П. «Факультативный курс физики. 7 класс» М. Просвещение, 1980 г.
7. Интернет-ресурсы:

http://class-fizika.narod.ru/serk6.htm 

http://www.stavsteklo.ru/help/articles/articles_111.html:  http://www.apxu.ru/article/interior/zerka/zer/ictoria_zerkal.htm 

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C7%E5%F0%EA%E0%EB%EE