Сколько лучей у звезд?
В работе рассматриваются две причины появления при наблюдении лучей у звезд и объяснение их количества
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 pochemu_zvezdy_luchistye.doc | 63.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Сколько лучей у звезд?
Автор работы: Хачатрян Артем
8 класс МБОУ СОШ №12
Научный руководитель:
Андреева Юлия Вячеславовна
Калуга 2013
Содержание.
- Введение 2
- Глава 1 . Обзор литературы 3
- Глава 2. Как образуются лучи? 4
- Глава 3. Строение глаза человека 5
- Глава 4. Результаты исследования. Почему звезды лучистые? 6
- Заключение 7
- Список литературы 8
- Приложения 9
Введение
Рассматривая рисунки звезд обращаешь внимание, что художники по-разному рисуют звездное небо. У кого-то звезды точки, у кого-то многолучевые изображения. Обращаясь к стихам, встречается огромное количество описаний звезд от детских книг, до взрослой литературы и каждый автор по-своему описывает сияние и лучи звезд. Глядя на звёзды, мы словно видим испускаемые ими лучи света. Но зная , что звезды – это сферические тела, находящиеся очень далеко, возникает вопрос – откуда у звезд лучи? Свое исследование я решил посветить изучению возникновения лучей у звезд
Цель работы: Изучить условия возникновения лучей у звезд на примере изучения лучей светящихся тел.
Задачи работы: 1. Выяснить условия возникновения лучей.
3. Выяснить количество лучей у звезд.
4. Выяснить особенности строения человеческого глаза и особенности зрения
Актуальность выбранной темы в том, что в литературе нет объяснения появления лучей у звезд.
Глава 1. Обзор литературы
Удаленные точечные источники света – звезды, лампы ночного освещения улиц, фары автомобилей и т. п. мы видим в окаймлении нескольких лучей. С другой стороны, при наблюдениях в телескопы и бинокли лучи у звезд отсутствуют. Возникает вопрос: какова природа этих лучей? В большей части по изображениям на рисунках и картинах, которые люди рассматривают с детства, они в последующей жизни продолжают ошибочно считать, что лучами снабжены сами звезды. В подтверждение этому, например, скульптурное изображение Вифлеемской звезды на месте рождения Иисуса Христа (Рис.1,2) также выполнено с лучами. Такое представление с научной точки зрения является весьма наивным. По нашему мнению в основе этого явления лежит дифракция.
Обратимся к древнейшим изображениям звезд. На сводах некоторых подземных усыпальниц фараонов можно увидеть картину ночного неба.(Рисунок 3). Множество зубчатых звезд разной конфигурации изображено на них. Каждая звезда нарисована в виде не большой точки, от которой отходят лучи.(Рисунок 4) Солнце изображалось большим кругом, Луна серпом или кругом поменьше.
Почему же Луну и Солнце древние художники изображали такими, как мы их видим, а звездам дорисовывали лучи, причем количество лучей различно?
Теперь, если посмотреть на зарисовки точечных источников света сделанных немецким естествоиспытателем Гельмгольцем (Рисунок 5), то можно убедиться, что они напоминают рисунки древних египтян.
Теперь обратимся к литературе.
…В сини над скворечницей пустою
Вифлеемской вспыхнула звездою
Самая лучистая звезда.
Я смотрю, и слезы на глазах —
То ль от красоты, то ль от мороза.
Отступает дней обычных проза…
Тихо на земле и в небесах.
Вл. Спринчан
Или такое:
В ту ночь далекую, когда в степи безбрежной
В душистой южной мгле, в тиши паслись стада, -
Раздался в небесах звук гимна, тихий, нежный,
И в облаках зажглась лучистая звезда.
Лидия Чарская
У Леонардо да Винчи можно найти способ наблюдения звезд без лучей:
«Посмотри, на звезды без лучей. Этого можно достигнуть, наблюдая их сквозь малое отверстие, сделанное концом тонкой иглы и помещенное вплотную к глазу. Ты увидишь звезды столь малыми, что ничто другое не может казаться меньше».
Так каковы причины, вызывающие появление лучей у звезд?
Глава 2. Как образуются лучи?
Лучи света попадают в глаз через зрачок и хрусталик. Чтобы разобраться в процессе прохождения света через зрачок проведем ряд опытов, имитирующих этот процесс.
Зрачок -отверстие, которое в зависимости от внешних условий может менять свои размеры, сужаться и расширяться.
Выполним оптические щели в виде различных геометрических фигур: точка, прямоугольник, квадрат, круг, овал, треугольник, шестиугольник. Рассмотрим какие изображения от светящегося предметы мы будем видеть. В качестве светящегося предмета возьмем свечу. Опыт проводится в темноте. (Рисунок 6)
Щели изготовляли из плотной бумаги синего цвета, прорезая необходимы отверстия бритвой. Размер многосторонних щелей по их площади составлял приблизительно 15 мм² . В большей части опытов щель устанавливали вплотную к объективу фотоаппарата. Съемку источника света производили цифровым фотоаппаратом типа CANON с расстояния около 1.5м.
Опыты были начаты с прямоугольной щелью. (Рисунок 7)Аналогичную картину мы сможем наблюдать, если, сощурив глаза, будем смотреть на источник света. Только в этом случае лучи будут располагаться вертикально.
Далее провели опыт с круглым отверстием.(Рисунок 8)
Далее было предпринято получение фотографий от многосторонних щелей. На фото приведен вид картины для трехсторонней щели при ее расположении вплотную к объективу. На фотографии видно, что картина представляет собой шестилучевую звезду, причем лучи имеют разную длину. Лучи длиннее напротив сторон щели, а напротив углов – короче. (Рисунок 9)
На следующих фото (10 и 11) приведены картины квадратной и шестисторонней щелей. На приведенных фотографиях видно, что количество лучей равно количеству сторон многосторонних щелей.
Наиболее близкой к картине, возникающей при визуальном наблюдении звезд, является картина, приведенная на фото 11.
Глава 3. Строение глаза человека
Глаз —орган зрительной системы человека и животных, обладающий способностью воспринимать световом и обеспечивающий функцию зрения. У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира.
Светопреломляющий аппарат глаза представляет собой сложную систему линз, формирующую на сетчатке уменьшенное и перевёрнутое изображение внешнего мира, включает в себя роговицу, камерную влагу — жидкости передней и задней камер глаза, хрусталик, а также стекловидное тело, позади которого лежит сетчатка, воспринимающая свет. (Рисунок 12)
Четкое изображение предметов на сетчатке обеспечиваются сложной уникальной оптической системой глаза. Она состоит из роговицы, жидкостей передней и задней камер, хрусталика и стекловидного тела. Световые лучи проходят сквозь перечисленные среды оптической системы глаза и преломления в них согласно законам оптики. Основное значение для преломления света в глазу имеет хрусталик.
Проведем опыт по изучению изменения размеров зрачка в темноте. Для этого сфотографирую глаз .
При выполнении съемки фотоаппарат располагаю на расстоянии 15см от глаза. При слабом освещении фотоаппарат навожу на резкость, затем освещение выключаю. По истечении приблизительно 1 минуты, когда в темноте зрачок максимально расширялся, а поверхность радужной оболочки принимала форму многогранника, проводилась съемка глаза со вспышкой. В момент съемки глаз не успевал прореагировать на свет и зрачок оставался расширенным. (Рисунок 13)
Чтобы создать боковое освещение радужной оболочки для обнаружения ее рельефности, сбоку от глаза (на фото - справа) располагаю зеркало размером 300х450 мм, которое в момент съемки освещалось направленной на него фотовспышкой. (Рисунок 14)
Зрачок в темноте принимает форму приближенную к форме шестигранника. Да , он круглый, но только в его средней, самой узкой, части.
Вторая причина в строении хрусталика. Это видно при фотографировании глаза с очень большим приближением.(Рисунок 15)
Хрусталик, в отличие от хорошего оптического стекла, имеет не однородное строение, а волокнистое. (Рисунок 16) Волокна хрусталика расположены по шести направлениям. Лучи, которые кажутся исходящими из светящихся точек, — например, из звёзд или других отдалённых огоньков, — не что иное, как проявление лучистого строения хрусталика. Вот что говорит об этом Гельмгольц (в речи «Успехи теории зрения»):«Изображения световых точек, получаемых в глазу, неправильно лучисты. Причина этого лежит в хрусталике, волокна которого расположены лучисто по шести направлениям. Те лучи, которые кажутся нам исходящими из светящихся точек, – например, из звезд, отдаленных огоньков, – не более, как проявление лучистого строения хрусталика. Насколько этот недостаток глаз всеобщ, видно из того, что всякая лучистая фигура обыкновенно называется звездообразной».
Через небольшое отверстие в глаз попадает лишь тонкий пучок света, проходящий сквозь центральную часть хрусталика и потому не искажающийся из-за воздействия структуры хрусталика. Если бы глаз был устроен совершеннее, мы видели бы на небе не лучистые «звезды», а просто светящиеся точки. (Рисунок 17)
Глава 4. Результаты исследования. Почему звезды лучистые?
Итак, подведем итоги. Лучи звезд, так хорошо видимые глазом имеют не природное происхождение, а являются следствием строения глаза и особенностей зрения человека. В результате проведенных опытов я обнаружил, что в темноте зрачок приобретает форму многоугольника, а также неоднородное строение хрусталика влияют на появление в изображении звезд лучей. Мы видим у звезды, сферического тела сильно удаленного от нас 6 лучей.
Заключение.
Не смотря на то, что орган зрения до сих пор хранит тайны, на изучение которых потребуется не мало времени, уже сейчас понятно, что оптическая система современных фотоаппарата совершеннее. Еще Гельмгольц, изучив комплекс оптических недостатков глаза заметил, что если бы он заказал мастеру изготовить глаз и если бы мастер сумел изготовить глаз, то он, Гельмгольц не взял бы его как инструмент несовершенный и сделанный небрежно. А меня и не только, радует такое несовершенство, позволяющее нам видеть такое прекрасное явление, как лучевые звезды.
Список литературы
1. Агекян Т. А., Звездная вселенная. Изд. 2-е. Гостехиздат, 1955.
2. Борисов Ю.А Небесные кресты над храмом. - Газета «Физика» №34, 2003г, с 32, с
3. Борисов Ю.А. Почему звёзды лучистые? – Физика , 2004, № 27–28.
4. Воронцов-Вельяминов Б. А., Очерки о вселенной. Изд. 5-е. Физматгиз, 1964.
5. Г. Гельмгольц. О зрении человека. Новейшие успехи теории зрения. М.:Либроком, 2011
6. Дорожкин Н.Я., Космос. Загадочный мир Вселенной. АСТ: Астрель: Ермак, 2004.
7. Уфология. - Газета «Физика» №48, 2003г, с 16.
8. http://www.kishar.ru
11. http://averyanova-ekaterina.ya.ru/
Астрономический календарь. Ноябрь, 2018
Рисуем ветку берёзы сухой пастелью
Простые новогодние шары из бумаги
Четыре художника. Осень
Хитрый коврик