Зеркало

Тема исследовательской работы, интересна тем, что позволила узнать как танкисты, находясь в танке, могут наблюдать за происходящим вокруг, не покидая его.

Цель работы – изучение свойств зеркала и его применение.

Задачи исследования:

Проанализировать научные данные о свойствах зеркал.
Опытным путём выяснить, какими свойствами обладает зеркало.
Изучить сферу применения зеркал в повседневной жизни.

Гипотеза – танкисты используют специальное устройство, которое позволяет им наблюдать за боем.

1. Основная часть

1.1. Литературный обзор понятия зеркала

Для того чтобы понять, что такое зеркало, обратимся к нескольким источникам.

Зеркало – это стеклянное или металлическое тело с отражающей поверхностью, которая отполирована так, что её неровности не превышают долей длины волны (электромагнитной или звуковой). В современном зеркале на отполированную поверхность наносят тонкий слой металла (серебра, алюминия и др.) или многослойные диэлектрические покрытия, достигая высокого коэффициента отражения волн. Зеркало используется в астрономических и физических приборах, в ультразвуковой аппаратуре, в быту (обычные стеклянные зеркала). В медицине зеркало – инструмент, облегчающий осмотр определенных органов, тканей (Советский энциклопедический словарь).

Зеркало состоит из плоского стекла, на заднюю поверхность которого нанесен тончайший слой серебра (Физика часть II Оптика и волны).

Как мы видим из понятий, которые дают нам выбранные источники под зеркалом понимается стеклянная поверхность на одну из сторон, которой нанесен тонкий слой металла (серебро).

1.2. История открытия зеркала

Первые зеркала были обнаружены археологами в Китае (206 до н.э. – 220 н.э.). Они были небольших размеров, сделаны из меди. Древние металлические зеркала были круглой формы с ручкой. Лицевая сторона зеркала была гладко отполирована, обратная – покрыта гравированными либо рельефными узорами или изображениями (см. приложение 1). Поверхность такого зеркала окислялась, и ее приходилось ежедневно чистить.

С развитием стеклоделия металлическое зеркало уступило свое место стеклянному, отражательной поверхностью которого являлись слои металлов, нанесённых на стекло тонким слоем.

Изобретение настоящего стеклянного зеркала следует отнести к 1279 году, когда Джон Пекам описал способ покрывать стекло тонким слоем свинца. Через трубку в стеклянный сосуд мастер вливал расплавленный металл, который растекался ровным слоем по его поверхности. Затем, когда стеклянный сосуд остывал, его разрезали на куски. Такое зеркало было вогнутым и слегка искажало изображение.

В 1665 году во Франции зеркальное стекло стали получать не выдуванием, а литьем. Технология такого производства заключалась в том, что расплавленное стекло выливали на ровную поверхность и раскатывают вальцом.

Так зеркало, приобретя плоскую форму, дошло до наших дней.

2. Практическая часть

2.1. Свойство зеркала

Первые зеркала были созданы человеком для того, чтобы следить за собственной внешностью. Люди, смотря в зеркало, видели в нем свое отражение и могли, поправит свою одежду, прическу, и т.д. Возможность наблюдать на поверхности изображение, находящегося рядом предмета или возвращение падающего на него света называется отражением.

Наличие у зеркала гладкой поверхности позволяет ему отражать большое количество света (лучей), подающего на его поверхность. Зеркало способно отражать до 90 % света.

Отражать свет в таком количестве могут не все гладкие предметы. Наглядно это можно увидеть, если направить луч свет на зеркало и на белый лист бумаги. В одном случае луч света отразится от зеркала. Наблюдать за этим можно пуская солнечных зайчиков. В случае с бумагой мы не увидим отраженного луча света. Часть света, упав на лист, рассеялась, и мы его не увидели.

Отражение света подчиняется определенному закону. Согласно закону отражения света угол отражения равен углу падения. Графически закон отражения представлен на рисунке 2 (см. приложение 2).

2.2. Доказательство

Проведем эксперимент. За источник света возьмем маленькую лампочку, полоску света от которой будем считать за луч. В центр диска поместим зеркало и направим на него световой луч АО. Свет отразился от зеркала, и на поверхности диска появится отраженный луч ОВ. При этом угол СОВ, образуемый отраженным лучом ОВ с перпендикуляром ОС, совпадет с углом АОС, образуемым с тем же перпендикуляром падающим лучом АО (см. приложение 3).

Повторяя опыт под другими углами, мы получает одинаковый результат, это доказывает, что угол падения луча равен углу его отражения.

2.3. Применение закона

Интересное применение закона отражения света от зеркальной поверхности нашло в перископе. Перископ – это оптический прибор для наблюдения из укрытия.

Простейшая форма перископа – труба, на обоих концах которой закреплены зеркала, под углом 45° для изменения хода световых лучей (см. приложение 4).

Прототип перископа изобрёл Иоганн Гутенберг (немецкий ювелир и изобретатель) в 1430-х годах, его устройство позволяло пилигримам смотреть поверх голов в толпе на фестивале.

В последующем перископ стал применяться в военной технике: подводных лодках, танках и т.д.

Заключение

Выполняя исследовательскую работу, мы нашли несколько определений зеркала, указали общие признаки.

Зеркало – это стеклянная гладкая поверхность, которая отражает свет и предметы.

Провели анализ свойства зеркала и опытным путем доказали закон зеркального отражения – угол падения равен углу отражения.

Изучили, где на практике применяется закон отражения, а также построили при помощи двух зеркал и трубки прибор для наблюдения из-за укрытия.

Подтвердили гипотезу о том, что в танке в целях безопасности для наблюдения используется устройство (перископ), позволяющее вести наблюдение оставаясь в укрытии.

Список использованной литературы

Перельман Я.И. Занимательная физика. В двух книгах. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – 224 с.
Советский энциклопедический словарь/Гл. ред. А.М. Прохоров. С56 2-е изд. – М.: Сов. Энциклопедия, 1983. – 1600 с., ил.
Физика часть II Оптика и волны. Под редакцией А.С. Ахматовой. М., 1973 г. 400 стр. с илл.

Приложение 1

Рисунок 1. Древние металлические зеркала

完成比較-w150.jpg (3736 バイト)