4-نور – بازتاب نور

Views:
 
Category: Entertainment
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

Slide 1: 

بسمه الله الرحمن الرحیم

4-نور – بازتاب نور : 

4-نور – بازتاب نور

4-1-انتشار نور : 

4-1-انتشار نور رسیدن نور چشمه های مختلف از فاصله های دور و نزدیک به چشم انسان نشان دهنده ی اینست که نور حرکت می کند ، برای مثال شما در هر طرف یک چشمه ی نور که قرار بگیرید ، نور از چشمه ی آن ، به چشم شما میرسد. این نشان میدهد که نور از سمت چشمه به همه طرف گسیل می شود.حرکت نور از یک چشمه به اطراف را انتشار نور می نامیم. نور چگونه منتشر میشود؟  در يك محيط يكنواخت مثل هوا، نور در همه جهت ها به صورت خط راست منتشر مي شود. دليل حركت مستقيم نور تشكيل سايه در پشت اجسام كدر است.

از همه نقاط اجسام جهان ، نور منتشر می شود و انتشار نور از همه این نقاط ، در تمام جهات صورت ‏می گیرد . به تصویر بالا نگاه كنید .‏ : 

از همه نقاط اجسام جهان ، نور منتشر می شود و انتشار نور از همه این نقاط ، در تمام جهات صورت ‏می گیرد . به تصویر بالا نگاه كنید .‏ وقتی به تابلویی نگاه می‏كنید آیا به این موضوع فكر كرده اید كه چرا در هر طرف كه جلوی تابلو می‏ایستید می‏توانید تابلو را مشاهده كنید؟ ‏ چرا نوشته‏ های این متن از جهات مختلف قابل مشاهده ‏اند؟

Slide 5: 


اجسام شفاف ، نیم شفاف و کدر : 

اجسام شفاف ، نیم شفاف و کدر 1– اجسامی كه نور را به راحتی از خود عبور می دهند اجسام شفاف نامیده می شوند، مانند شیشه یا هوا كه نور به سادگی از آنها عبور می كند.2 – اجسامی كه نور از آنها به راحتی عبور نمی كند و پس از عبور پرتوهای نوردر مسیرهای مختلف منحرف می شوند را اجسام نیمه شفاف گویند، مانند شیشه ی مات .3 – اجسامی كه نور از آنها نمی تواند عبور كند را اجسام كدر گویند، مانند ورق آهن و یا تخته.

انواع چشمه ی نور : 

انواع چشمه ی نور چشمه نور نقطه ای اگر ابعاد چشمه ی نور آنقدر کوچک باشد و یا چشمه ی نور آنقدر از ما دور باشد که به صورت یک نقطه ی روشن دیده شود ، به آن چشمه ی نور نقطه ای گفته می شود. چشمه نور گسترده چشمه نور گسترده ، چشمه نوری است که ابعاد آن بزرگ باشد . در واقع ، چشمه ی نور گسترده ، مجموعه ی بسیار زیادی از چشمه های نور نقطه ای است . شعله ی شمع روشن ، لامپ روشن ، خورشید و.....چشمه ی نور گسترده اند.

4-2-باریکه ی نور : 

4-2-باریکه ی نور باریکه ی نور چیست؟ مجموعه ای از پرتو های نور موازی که روی هم تشکیل استوانه ی نازکی را میدهند ، باریکه ی نور نامیده می شود. با مشاهده ی یک باریکه ی نور می توانیم مسیر انتشار نور را تشخیص دهیم.  پرتو نور چيست و چگونه نشان داده مي شود؟  يك باريكه خيلي نازك نور را پرتو مي نامند. پرتو نور توسط يك خط راست با پيكاني كه جهت انتشار نور را نشان مي دهد، نمايش داده مي شود.

انواع پرتو ها : 

انواع پرتو ها 1- پرتو های واگرا: پرتو هایی هستند که شعاع های نور در جهت انتشار از هم دور می شوند و به هم نمی‌رسند اما امتداد آن‌ها یکدیگر را در محل تصویر مجازی قطع می کنند 2-پرتو های هم گرا: پرتوهایی هستند که در آن شعاع های نور در جهت انتشار به هم نزدیک می شوند و در یک نقطه به هم می رسند. در محل برخورد پرتوهای همگرا تصویر حقیقی به وجود می آید. 3-پرتو های موازی: پرتوهای هستند که هیچگاه یکدیگر را قطع نمی کنند همچنین امتداد آنها به هم نمی رسد به این ترتیب این پرتوها تصویری تشکیل نمی دهند. این پرتوها ازاجسام واقع در بینهایت ( فاصله دور ) می آیند.

Slide 10: 

وسيله هاي آزمايش: چراغ قوه - يک تکه مقواي نسبتاً ضخيم - پرگار - قيچي - تيغ - نوارچسب.١- از مقوا دايره اي به اندازه ي سطح شيشه چراغ قوه ببريد.٢- شکافي به عرض يک تا دو ميليمتر مطابق شکل (٤-٢-الف) بر روي مقوا ايجاد کنيد. ٣- مقوا را بر دهانه ي چراغ قوه طوري نصب کنيد که آن را به طور کامل بپوشاند و از اطراف دهانه ، نور بيرون نيايد.٤- در مکاني که خيلي روشن نباشد، چراغ قوه را مطابق شکل (٤-٢-ب) در لبه ي ميز ، نگهداريد.٥- چراغ قوه را روشن کنيد، باريکه ي نور را بر سطح ميز خواهيد ديد. جواب: ازمايش را مطابق دستور كار انجام مي دهيم. مشاهده مي شود باريكه نور به خط مستقيم حركت مي كند.

4-3-انتشار نور به خط راست : 

4-3-انتشار نور به خط راست تجربه و آزمایش نشان میدهد که نور در محیط شفاف به خط راست منتشر می شود. بررسی پدیده های مختلفی مانند تشکیل سایه ،نیم سایه ، ماه گرفتگی ، خورشید گرفتگی و....نشان می دهد که نور به خط راست منتشر می شود .

Slide 12: 

١- براي نشان دادن انتشار نور به خط راست آزمايشي را طراحي و اجرا کنيد.٢- گزارشي از کار خود را به کلاس ارائه دهيد. جواب: مطابق شكل مقابل در وسط سه مقوا سوراخ هاي كوچكي ايجاد مي كنيم و يك وجه آنها را طوري تا مي كنيم كه بتوانند بطور قائم بايستند. سپس شمعي را روشن مي كنيم و مقوا هارا طوري در مقابل شمع پشت سر هم رديف مي كنيم كه وقتي از طرف ديگر نگاه ميكنيم. شمع روشن را ببينيم. در صورتيكه يكي از مقواها را اندكي جابجا كنيم ديگر شمع را نخواهيم ديد. اين آزمايش نشان مي دهد كه نور به خط مستقيم حركت مي كند.

سایه و نیم سایه : 

سایه و نیم سایه هرگاه جسم كدري را در مقابل چشمه نوري قرار دهيم در پشت جسم فضاي تاريكي پديد مي آيد كه آنرا سايه مي نامند. سايه به دو صورت توسط چشمه هاي نقطه اي و گسترده ايجاد مي شود. در چشمه نقطه اي فقط سايه تشكيل مي شود اما در چشمه گسترده علاوه بر سايه نيم سايه نيز ظاهر مي شود.

مشخصات سایه در چشمه نور نقطه ای و گسترده : 

مشخصات سایه در چشمه نور نقطه ای و گسترده مشخصات سايه در چشمه گسترده نور كدامند؟ 1- قسمت مركزي سايه، تاريكي يكنواخت دارد، اما از حالت قبل كوچكتر است، اين قسمت از سايه، يعني سايه كامل، نوري از چشمه دريافت نمي كند. 2- اطراف سايه كامل داراي روشنايي كمي است كه با دور شدن از سايه كامل به تدريج روشنايي زياد مي شود. قسمت بين سايه كامل و روشنايي كامل را نيمسايه مي گويند. مشخصات سايه در چشمه نور نقطه اي نور كدامند؟ 2- مرز مشخصي بين سايه و قسمت روشن پرده وجود دارد. اين مرز تأييد مي كند كه نور به خط راست منتشر مي شود.  1- تاريكي در تمام سطح آن يكنواخت است. اين سايه را سايه كامل ميگويند.

Slide 15: 

با توجه به شكل ( 4-3) توضيح دهيد:  1) سايه چگونه تشكيل شده است؟ 2) اگر نور به خط راست منتشر نمي شد چه اتفاقي مي افتاد؟ پاسخ: 1) با توجه به اينكه نور به خط مستقيم حركت مي كند و نيز از اجسام كدر عبور نمي كند، هرگاه جسم كدري مقابل يك چشمه نور قرار گيرد، نور به قسمت پشت جسم نمي رسد و سايه ايجاد مي شود. 2) اگر نور به خط مستقيم حركت نكند سايه تشكيل نمي شود و يا در صورت تشكيل مشابه جسم نخواهد بود.

Slide 16: 

وسيله هاي آزمايش : شمع - کبريت - يک تکه مقواي ضخيم.١- با يک چشمه ي نور نقطه اي ، سايه ي مقوا را بر روي ديوار يا پرده اي تشکيل دهيد.٢- چشمه ي نور را قدري به مقوا نزديک و بار ديگر قدري از آن دور کنيد.٣-مقوا را به ديوار نزديک يا قدري از آن دور کنيد. ٤- تغييري را که در اندازه ي سايه مشاهده مي کنيد بنويسيد.آيا مي توانيد رابطه اي بين قطر مقوا و قطر سايه پيدا کنيد. رابطه اي که به دست آورده ايد با کمک معلم خود تصحيح وتکميل کنيد. جواب 1و2: به طور كلي اگر فاصله جسم و چشمه نور نقطه اي كاهش يابد، قطر سايه آن بزرگتر مي شود و برعكس اگر فاصله آنها افزايش يابد.قطر سايه كوچكتر مي گردد. 3و4: بطور كلي وقتي كه محل چشمه نور نقطه اي ثابت است. اگر جسم را به پرده( يا ديوار) نزديك كنيم سايه آن كوچكتر و برعكس اگر ازآن دور كنيم سايه بزرگتر مي شود.براي بدست آوردن رابطه بين  قطر جسم و قطر سايه از شكل مقابل استفاده مي كنيم. قطر جسم را AB و فاصله آن از چشمه نور را P و قطر سايه را و فاصله آن ازچشم را با q نشان ميدهيم. دو مثلث OAB و با هم متشابه اند از نوشتن نسبت اضلاع و ارتفاعهاي متناظر نتيجه مي شود:

Slide 17: 

خورشيد گرفتگي (كسوف) زماني رخ مي دهد كه ماه بين زمين و خورشيد قرار گيرد، در اين صورت سايه ي ماه روي زمين مي افتد و ناحيه اي از زمين كه در سايه ي ماه قرار ميگيرد تاريك مي شود. اين پديده را با رسم يك شكل ساده نشان دهيد. ج) زماني که ماه بين زمين و خورشيد قرار بگيرد  سايه ماه روي زمين مي افتد و ساکنان زمين خورشيد را تيره ميبينند.  مردمي که در سايه ماه زندگي ميکنند خورشيد گرفتگي را کلي و افرادي که در نيم سايه زندگي ميکنند  خورشيد گرفتگي را جزئي ميبينند

Slide 18: 

با توجه به توضيحي که در مورد خورشيدگرفتگي (کسوف) داده شد، توضيح دهيد که ماه گرفتگي (خسوف) در چه صورت رخ مي دهد؟ اين پديده را با رسم يک شکل ساده نشان دهيد. ج) هنگامي که زمين بين ماه و خورشيد قرار بگيرد نور خورشيد به ماه نميرسد( ماه در سايه زمين قرار ميگيرد) و ماه تاريک ميشود که به اين پديده ماه گرفتگي يا خسوف ميگويند. اگرماه در سايه کامل زمين قرار بگيرد ماه گرفتگي کلي و اگر به نيم سايه ها برسد ماه گرفتگي جرئي خواهد بود.

Slide 19: 

مسير ماه به دور زمين بيضي شکل است  بنابر اين فاصله ماه تا زمين ثابت نيست  اگر خورشيد گرفتگي زماني رخ دهد که فاصله زمين و ماه زياد باشد خورشيد گرفتگي حلقوي خواهد بود يعني از خورشيد فقط حلقه اي روشن قابل مشاهده ميباشد خورشید گرفتگی حلقه ای

Slide 20: 

وسيله هاي آزمايش : شمع ٢ عدد - کبريت .١- دست خود را مقابل يک شمع روشن نگهداريد به طوري که سايه ي دستتان روي ديوار تشکيل شود.٢- همين آزمايش را با دو شمع روشن انجام دهيد.٣- با مشاهده و مقايسه ي سايه ي دست در دو حالت نتيجه را بنويسيد. جواب1: وقتي كه دست خود را در مقابل يك شمع روشن قرار ميدهيم تقريباً سايه كاملي از آن بر روي ديوار تشكيل مي شود. 2- اگر دست خود را در مقابل شمع روشن قرار دهيم دو سايه  از آن تشكيل مي شود. 3- از مقايسه سايه ها در دو حالت معلوم مي شود علاوه برافزايش تعداد سايه ها نيمسايه دست نيز در حالت دوم ظاهر مي گردد.

4-4-بازتاب نور : 

4-4-بازتاب نور برگشت نوراز سطح اشياء را بازتابش نور مي گويند.  اشياء چگونه ديده مي شوند؟  اشيايي كه از خود نور تابش نمي كنند، هنگامي ديده مي شوند كه نور يك چشمه مانند خورشيد يا لامپ از سطح آنها باز تابيده شده و به چشم ما برسد. شيئي كه هيچ نوري را باز نمي تاباند ديده نمي شود. یعني رنگ نور آن سياه خواهد بود. اگر شيئي هر  نوري را كه به آن مي رسد باز بتاباند به رنگ نوري ديده مي شود كه به آن تابيده است. چگونگی بازتاب شدن نوراز سطح اجسام ، به وضعیت سطح آنها بستگی دارد .هرچه سطح جسم صاف و صیقلی تر باشد ، بازتاب نور بیشتر می شود . حال اگر سطح جسم ، نظیر سطح یک فلز کاملا صیقلی و یا سطح یک آینه ی تخت باشد ،پرتو های نور تابیده شده به خود را در جهت معینی بازتاب میدهد. به چنین بازتاب هایی ،بازتاب منظم یا بازتاب آینه ای گویند .

انواع پرتو های نور : 

انواع پرتو های نور به پرتو ی برگشتی از سطح جسم که معمولا با IR مشخص می شود ،پرتوی بازتاب گفته می شود .و زاویه ی بین خط عمود و پرتو ی بازتاب را زاویه ی بازتاب (r) گویند. خطی که از نقطه ی تابش بر سطح جسم عمود رسم می شود و با IN مشخص می شود ،خط عمود نامیده می شود . به پرتو های تابیده شده به جسم پرتو های فرودی یا تابش گفته می شود.در رسم اشکال معمولا با SI مشخص می شود . محل برخورد پرتوی تابش با سطح جسم نقطه ی تابش نامیده می شود و زاویه ی بین پرتو تابش و خط عمود بر سطح درنقطه ی برخورد نور را زاویه ی تابش (i) گویند.

Slide 23: 

وسيله هاي آزمايش: مقواي ضخيم - نقاله - آينه ي کوچک - چراغ قوه.    ١- روي يک ورقه ي مقوايي نسبتاً ضخيم و کاملاً صاف و تخت مطابق شکل (٤-٧-الف) نقاله اي رسم کنيد، پس از آن آينه اي را روي يک ميز قرار دهيد. مقوا را مطابق شکل (٤-٧-ب) عمود بر سطح آينه و بر لبه ي آينه نصب کنيد.    ٢- با يک چراغ قوه يا چراغ ليزر کوچک ، باريکه ي نور را به روشي که پيش تر شرح داده شد با زاويه ي تابش معلومي به آينه بتابانيد به طوري که پرتو بازتابش بر سطح مقوا ديده شود. در اين وضعيت، اندازه ي زاويه ي بازتاب را که روي نقاله مشخص است ، با زاويه ي تابش مقايسه کنيد. ٣- آيا اين دو زاويه با هم برابرند؟    ٤- آزمايش را براي زاويه هايي که در شکل الف مشخص شده انجام دهيد. جواب: در اين آزمايش نور را با هر زاويه اي كه به آينه بتابانيم مشاهده مي كنيم با همان زاويه بازتابش مي نمايد كه بيانگر قانون دوم بازتابش نور است.

قوانین بازتاب نور : 

قوانین بازتاب نور قانون هاي بازتاب : الف- پرتو تابش‌، پرتو بازتاب و خط عمود بر سطح آينه در نقطه تابش، هر سه در يك صفحه اند.به بیان دیگر صفحه ی تابش بر صفحه ی بازتاب منطبق است. ب – زاويه تابش و زاويه بازتاب با هم برابرند i = r توجه كنيد كه زاويه ي تابش متمم زاويه ي بين پرتو تابش و سطح آينه است و با توجه شكل داريم : i + a = 90° هرگاه پرتو نوري به طور عمود بر سطح صافي بتابد، بر روي خودش بازتابيده مي شود، زيرا در اين حالت زاويه تابش برابر صفر است، پس زاويه بازتابش نيز صفر خواهد بود.

Slide 25: 

در شكل هاي زير با مشخص كردن اندازه زاويه تابش و زاويه بازتابش، پرتو بازتاب مربوط به هر يك از سطح هاي صيقلي را رسم كنيد.

5-4- تصویر در آینه های تخت : 

5-4- تصویر در آینه های تخت آينه چيست و چند نوع است؟ ج: آينه سطح صيقلي و بازتابنده اي است كه مي تواند تقريباً تمام پرتوهاي تابشي را بازبتاباند. آينه ها بردو نوع تخت و كروي هستند و مي توانند از جنس شيشه يا فلز باشند. تذكر: آينه جسمي شفاف نيست يعني نور نمي تواند از آن عبور کند.  آينه تخت چگونه است؟ ج: سطح صافي است كه مي تواند نور را بطور منظم بازتابش نمايد.  در آينه تخت تصوير چگونه ديده مي شود؟ ج: مطابق شكل مقابل پرتوهاي نوري كه ازجسم به آينه مي رسند بعد از بازتابش به چشم ناظر مي رسند و ناظر تصوير جسم را در امتداد پرتو هايي كه به چشم او مي رسند مشاهده مي كند. در آینه های تخت، زاویه بین جسم و تصویر ، دو برابر زاویه بین جسم و آینه است .

Slide 28: 

شخصي تصوير شما را در آينه مي بيند. آيا شما هم در همان حال تصوير او را در آن آينه مي بينيد؟ در باره جواب خود توضيح دهيد. پاسخ: آري شما هم مي توانيد مطابق شكل مقابل در همان حال تصوير او رادر آينه ببينيد زيرا مسير تابش و بازتابش نور در آينه برگشت پذير است. يعني از همان مسيري كه نور شخص به آينه مي تابد و بعد از بارتاب به چشم شما مي رسد، نور شما هم به آينه مي تابد و بعد از بازتاب به چشم شخص مي رسد.

Slide 29: 

وسيله هاي آزمايش : شيشه - دو قوطي کبريت - چسب - مقوا - شمع ٢ عدد.     ١- يک شيشه را مطابق شکل روي ميز نصب کنيد. (براي اين کار مي توانيد دو قوطي کبريت خالي را به فاصله اي برابر ضخامت شيشه روي قطعه اي مقوا چسبانده و شيشه را بين آنها قرار دهيد و مقوا را روي ميز بگذاريد).    ٢- دو شمع مشابه را در طرفين شيشه روي ميز نصب کنيد و پس از آنکه يکي از شمع ها را روشن کرديد، از طرف شمع روشن به شيشه نگاه کنيد.    ٣- شمع خاموش و تصوير شمع روشن را در شيشه خواهيد ديد. 4- در همين حال شمع روشن را جابه جا کنيد، با اين کار، تصوير آن نيز جابه جا خواهد شد. اين کار را آنقدر ادامه دهيد که تصوير شمع روشن بر شمع خاموش منطبق شود. در اين صورت در شيشه فقط يک شمع و آن هم روشن ديده مي شود.   ٥- فاصله ي شمع روشن و شمع خاموش را تا شيشه اندازه بگيريد. آيا فاصله هاي آنها يکسان است؟    ٦- اگر شمع روشن را قدري به شيشه نزديک يا از آن دور کنيد، براي اينکه در شيشه فقط يک شمع و آن هم روشن ديده شود، چه بايد کرد؟ از اين آزمايش چه نتيجه اي مي گيريد؟ جواب1 تا 5: از مقايسه فاصله شمع روشن و شمع خاموش معلوم مي شود با هم برابرند. 6- اگر شمع روشن را قدري به شيشه نزديك يا از آن دور كنيم، بايد شمع خاموش را نيز به همان اندازه جابه جا كنيم تا بر تصوير شمع روشن منطبق شود. از اين آزمايش نتيجه مي شود در آينه تخت فاصله جسم تا آينه برابر فاصله تصوير آن تا آينه است.

ویژگی های تصویر در آینه ی تخت : 

ویژگی های تصویر در آینه ی تخت ويژگيهاي تصوير در آينه تخت كدامند؟ ج: تصوير در آينه هاي تخت داراي ويژگيهاي زير است: 1- مجازي است. 2- مستقيم است ولي داراي واروني جانبي مي باشد.(تبديل سمت راست جسم به سمت چپ آن( يا برعكس) در تصوير آينه تخت را واروني جانبي مي گويند. مثلاً وقتي مقابل آينه تخت مي ايستيم، دست چپ تصوير در واقع تصوير دست راستمان است.) 3- اندازه آن با اندازه جسم برابر است. 4- در پشت آينه و در فاصله اي مساوي با فاصله جسم تا آينه قرار دارد. س: تصوير حقيقي چگونه است؟ ج: تعريف: تصويري را كه از تلاقي پرتوهاي بازتابشي و در جلو آينه تشكيل مي شود و ميتوان آن را بر روي پرده مشاهده كرد، تصوير حقيقي مي نامند. س: تصوير مجازي چگونه است؟ ج: تعريف:  تصويري را كه از امتداد پرتوهاي بازتابشي و در پشت آينه تشكيل مي شود و نمي توان آن را بر روي پرده مشاهده كرد، تصوير مجازي مي نامند.

Slide 31: 

-چرا كلمه آمبولانس را در جلوي آن بصورت وارونه مي نويسند ؟ 2-آيا اين كلمه در پشت اين اتومبيل نيز وارونه نوشته مي شود؟ جواب: ا- زيرا زمانيكه اتومبيل جلو آمبولانس با شنيدن صداي آژير از درون آينه داخل اتومبيل به عقب نگاه مي كند بتواند كلمه آمبولانس را صحيح ببيند. 2- خير . زيرا راننده  پشت آمبولانس كلمه نوشته شده در عقب آنرا بطور مستقيم مي بيند.

Slide 32: 

در آينه هاي تخت: 1- فاصله تصوير تا آينه...........فاصله  شيء تا آينه است. 2- طول تصوير با ...........برابر است. 3- تصوير شيء در آينه تخت......و......است. جواب 1- فاصله تصوير تا آينه برابر فاصله  شيء تا آينه است. جواب 2-  طول تصوير با طول جسمبرابر است. جواب 3- تصوير شيء در آينه تخت مستقيم و مجازي است.

Slide 33: 

لف) با مشورت ديگر اعضاي گروه خود ،چند كاربرد از آينه هاي تخت را بنويسيد و به كلاس گزارش كنيد. ب) با مشاركت ديگر اعضاي گروه خود ، باچند عدد آينه تخت يك وسيله بسازيد و درباره  كاربرد آن به كلاس گزارش دهيد .  جواب الف) استفاده در منازل و آرايشگاه ها براي مرتب كردن وضع ظاهري و موي سر- آينه بغل و داخل خودروها- برخي وسايل نوري مثل دوربين زيرديايي براي ديدن سطح آب. ب) شكل مقابل يك پريسكوپ ساده را نشان مي دهد كه داراي دو آينه تخت است و به وسيله آن مي توان از داخل زير دريايي  سطح آب را رؤيت كرد.

4-6-آینه های کروی : 

4-6-آینه های کروی سطح آينه هاي كروي بخشي از سطح يك كره است ، يعني تمام نقاط آن از يك نقطه به نام مركز آينه ( مركز كره اي كه آينه بخشي از آن است) به يك فاصله اند. قسمت كوچكي از سطح يك كره ي تو خالي كه يك سطح آن نقره اندود شده باشد را آينه كروي گويند. آينه هاي كروي دو دسته اند، الف) آينه محدب يا كوژب ) آينه ي مقعر يا كاو الف) اگر سطح برآمده هاي كوه صيقلي باشد، آن را آينه ي كوژ يا محدب مي نامند. ب) اگر سطح دروني كره صيقلي باشد، آن را آينه ي كاو يا مقعر مي نامنددر آينه ي مقعر سطح بيروني نقره اندود شده و سطح گودبازتاب كننده مي باشد، در آينه ي محدب يا كوژ، سطح گود نقره اندود شده و سطح بيروني بازتاب كننده مي باشد.

اصطلاحات آینه ها : 

اصطلاحات آینه ها مركز آينه (محور اصلي ) : مركزكره اي را كه آينه قسمتي از آن است. مركز آينه (نقطه (C مي نامند. خطي كه از مركز آينه و وسط آينه (نقطه ي S )مي گذرد، محور اصلي آينه ناميده مي شود، قانون هاي بازتاب نور در مورد آينه هاي كروي هم بكار مي رود. مركز آينه در آينه هاي مقعر در جلوي آينه و در آينه هاي محدب در پشت آينه واقع مي شود.رأس آينه : ((P نقطه اي مياني آينه كه مركز سطح بازتابنده ي آينه مي باشد.محور آينه : هر خطي كه از مركز آينه به آينه وصل شود، محور آينه، ناميده مي شود(محورفرعي)محور اصلي : خط راستي است كه مركز آينه را به رأس ، آينه متصل مي كند.شعاع انحناي آينه ( :(R فاصله ي مركز تا رأس آينه است كه همان شعاع آينه مي باشد. 1تذكر : قانون هاي بازتابش نور در آينه هاي كروي نيز صدق مي كنند، یعنی اگر در نقطه ی تابش،خطی عمود بر سطح آینه رسم کنیم ، زاویه های تابش و بازتاب مشخص میشوند که با هم برابرند .

Slide 36: 

پرتوي كه در امتداد محور اصلي آينه مقعر به آن بتابد در چه راستايي باز مي تابد. پرتو تابش و پرتو بازتاب را در اين حالت رسم كنيد. جواب: پرتوي كه در امتداد محور اصلي آينه مقعر به آن بتابد در راستايي باز مي تابد كه از كانون اصلي آينه مي گذرد.

Slide 37: 

وسيله هاي آزمايش : آينه ي مقعر ، يک ورق کوچک کاغذ    ١- يک آينه ي مقعر را مقابل خورشيد بگيريد.    ٢- يک صفحه ي کاغذ را در جلوي آينه به آرامي جابه جا کنيد تا دايره ي کوچک روشني روي صفحه مشاهده کنيد.    توجه داشته باشيد که صفحه ي کاغذ را طوري بگيريد که مانع رسيدن نور خورشيد به سطح آينه نشود. در وضعي که لکه ي نوراني بيشترين درخشندگي و کوچکترين اندازه را دارد، صفحه را ثابت نگه داريد. محل تشکيل لکه ي روشن درخشان را کانون اصلي آينه مي ناميم.

4-7- کانون آینه ی مقعر (کاو) : 

4-7- کانون آینه ی مقعر (کاو) كانون آينه (F) : هر گاه دسته پرتوي موازي محور اصلي برسطح آينه ي كروي بتابد، بازتابش پرتوها در آينه مقعر و امتداد بازتابش پرتوها در آينه محدب در نقطه اي بر روي محور اصلي به هم مي رسند كه به آن كانون آينه مي گويند در اينه مقعر كانون حقيقي و در آينه ي محدب كانون مجازي مي باشد.     فاصله كانون تا آينه را فاصله كانوني آينه مي ناميم. در آينه هاي مقعر، كانون آينه ي حقيقي است . با اندازه گيري فاصله كانوني معلوم شده است كه اين فاصله نصف فاصله ي مركز تا آينه است. يعني فاصله هاي كانوني نصف شعاع آينه است. اگر فاصله ي كانوني f و شعاع آينه r باشد داريم : f = r/2هر گاه در آينه مقعر نگاه كنيم تصوير جسم بزرگتر و مستقيم ديده مي شود.

4-8- رسم پرتو های بازتاب در آینه های مقعر : 

4-8- رسم پرتو های بازتاب در آینه های مقعر رسم پرتوهاي بازتاب در آينه هاي مقعر :الف : هر پرتوي كه از مركز آينه ي مقعر گذشته و به آينه بتابد يا طوري به آينه بتابد كه امتداد آن از مركز آينه بگذرد، روي خودش باز مي تابد.( زيرا اين پرتوبر آينه عمود است. i=r=0 ( هر خطي كه از مركز كره بگذرد بر كره عمود است) (نقطه c مركز آينه است). ب : هر گاه دسته پرتوهاي موازي محور اصلي به آينه مقعر بتابد پرتوهاي بازتاب آنها از يك نقطه روي محور اصلي به نام كانون اصلي آينه خواهند گذشت . به اين ترتيب هر پرتوي كه موازي محور اصلي به آينه ي مقعر بتابد پرتو بازتاب آن از كانون آينه مي گذرد. در اين آينه ها هم ، قانون هاي بازتاب همان است كه قبلاً بيان شد. هر گاه در نقطه ي تابش I خط عمودي بر سطح آينه C رسم شود، زاويه ي تابش و زاويه بازتاب با هم برابرند. پ : اگر پرتو تابش از كانون گذشته و به آينه بتابد و يا طوري بتابد كه امتداد آن از كانون بگذرد، پرتو بازتاب آن موازي محور اصلي خواهد بود.

Slide 40: 

آینه‌ كاو شكل روبرو قسمتی از كره‌ای به مركز است. چون شعاع همیشه بر سطح كره عمود است، خط در نقطه‌ بر سطح آینه عمود خواهد بود. پرتو ، كه با محور آینه، ، موازی است و در بر آینه فرود می‌آید، بنابر قانون بازتابش چنان بازمی‌تابد كه مطابق شكل ، پس نتیجه‌ می‌گیریم كه مثلث متساوی‌الساقین است، یعنی و همچنین با توجه به این نكته كه ( خیلی كوچكتر از ) در این صورت زاویه‌های و كوچكند و . تمام این پرتوها موازی با محور آینه، پس از بازتاب از نقطه یعنی كانون آینه كه در وسط آینه و مركز انحنای آن قرار دارد می‌گذرند. اگر شعاع انحنای آینه را بگیریم، داریم: كه فاصله‌ كانونی آینه است. نكته مهم. برعكس، پرتوهایی كه قبل از فرود بر آینه از كانون بگذرند، به موازات محور آینه از آن بازمی‌تابند. اثبات تساوی زوایای تابش و باز تابش، در آینه ی کاو

Slide 41: 

وسيله هاي آزمايش : آينه ي مقعر با پايه ، شمع ، کبريت ، يک ورق کوچک کاغذ.    اين آزمايش بايد در يک اتاق نسبتاً تاريک انجام شود.    ١- به ترتيبي که در آزمايش ٦ شرح داده شد محل کانون آينه ي مقعر را تعيين و فاصله ي آن را تا آينه اندازه بگيريد.   ٢- آينه را روي پايه ثابت کنيد و شمع را روشن کنيد و آن را مطابق شکل (٤-١٨) در فاصله اي بين مرکز و کانون آينه ، در مقابل آينه قرار دهيد. ورق کاغذ را مقابل آينه جابه جا کنيد تا تصوير واضح شمع روي ورقه ي کاغذ مشاهده شود. دقت کنيد که ورقه ي کاغذ مانع رسيدن نور شمع به آينه نشود. ٣- شمع روشني را به کانون آينه نزديک يا از آن دور کنيد طوري که فاصله ي آن تا آينه از فاصله ي مرکز تا آينه بيشتر شود و در هر يک از اين فاصله ها تصوير را بر روي ورق کاغذ مشاهده کنيد و نتيجه را در گزارشي که تهيه مي کنيد بنويسيد. 1- تصوير شمع مطابق شكل مقابل خواهد بود. ب- شيء بين مركز و  كانون، تصوير دورتر از مركز، حقيقي، بزرگتر از شيء و وارونه 2- تصوير شمع مطابق شكل مقابل خواهد بود.   الف- شيء در فاصله اي دورتر از مركز آينه ،تصوير حقيقي كوچكتر از جسم و وارونه بين مركز و كانون

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی مقعر : 

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی مقعر تصوير در آينه مقعر چند حالت دارد؟ ج: بسته به فاصله جسم تا آينه 6 نوع تصوير در آينه مقعر مي تواند ايجاد شود. اين تصويرها به صورت زير هستند: - 1 شيء‌ بين ,F P در فاصله كانوني تصوير: 1)  پشت آينه            2) مجازي           3) مستقيم            4) بزرگتر از شيء   2 - شی در کانون تصوير: در بينهايت

تصویر در آینه ی مقعر : 

تصویر در آینه ی مقعر 3- شی ء بین کانون و مرکز آینه تصوير: 1) بين مرکز وبينهايت 2)حقيقی 3)وارونه 4)بزرگتر از شی 4- شیء در مرکز (C) تصوير: 1)حقيقی 2)در مرکز 3) وارونه 4)برابر خود ازشی

تصویر در آینه ی مقعر : 

تصویر در آینه ی مقعر 5- شیء خارج از مرکز تصوير: 1 ) بين FوC 2)حقيقی 3)وارونه 4)کوچکترازشی 6- شی در بينهايت (خيلی دور) تصوير: 1) در کانونF 2) حقيقی 3) وارونه 4) کوچکترازشی

شیء در فاصله ی دور تر از مرکز : 

شیء در فاصله ی دور تر از مرکز A B a b شیء در فاصله ی دور تر از مرکز (حالت پنجم)

شیء بین مرکز و کانون : 

شیء بین مرکز و کانون A B a b شیء بین مرکز و کانون (حالت سوم)

شیء روی کانون : 

شیء روی کانون A B پرتوها موازی اند و تصویر در بینهایت تشکیل میشود و مبهم است. شیء روی کانون ( حالت دوم)

شیء بین کانون و آینه (فاصله ی کانونی) : 

شیء بین کانون و آینه (فاصله ی کانونی) A B a b شیء در فاصله ی کانونی (حالت اول) ”هر چه شیء به راس آینه نزدیکتر باشد ، تصویر کوچکتر از حالتی است که به کانون نزدیکتر باشد. ”

شیء روی مرکز : 

شیء روی مرکز A B a b شیء روی مرکز ( حالت چهارم)

شیء در بی نهایت : 

شیء در بی نهایت b a پرتو های نور که از جسمی در بی نهایت منتشر شده اند. شیء در بی نهایت ( حالت ششم)

4-11- رسم پرتوهای بازتاب در آینه ی محدب : 

4-11- رسم پرتوهای بازتاب در آینه ی محدب در آينه محدب برای رسم تصوير از شعاعهای مشخص زير استفاده می شود. الف - شعاعی که موازی محور اصلی بتابد طوری منعکس می شود که امتداد آن از کانون عبور کند. ب - شعاعی که امتداد آن از مرکز عبور کند بر روی خودش منعکس می شود. ج - شعاعی که امتداد آن از کانون بگذرد موازی محور اصلی منعکس می شود. د - شعاعی که به راس بتابد قرينه خود نسبت به محور اصلی بر می گردد.

ویژگی های تصویر در آینه ی محدب : 

ویژگی های تصویر در آینه ی محدب در آينه محدب جسم در هر فاصله ای که باشد تصويری مجازی - مستقيم - کوچکتر از جسم پشت آينه در فاصله کانونی تشکيل می شود تذکر اگر جسم در فاصله خيلی دور باشد تصوير در سطح کانونی تشکيل می شود اگر جسم از بينهايت تا سطح آينه به آن نزديک شود تصوير از کانون تا آينه حرکت می کند علت کاربرد آينه هاي محدب الف - تصوير مستقيم ب - ميدان ديد وسيع عيب آينه محدب چون تصویر را کوچكتر نشان مي دهد به نظر مي رسد شئ در فاصله دور تري است.

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی محدب : 

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی محدب ویژگی های تصویر در آینه ی محدب 1-مجازی 2- مستقيم 3- کوچکتر ازجسم 4- پشت آينه در فاصله کانونی تشکيل می شود

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی محدب : 

چگونگی تشکیل تصویر در آینه ی محدب B A b a

4-12- محاسبه ی فاصله ی تصویر تا آینه ی کاو : 

4-12- محاسبه ی فاصله ی تصویر تا آینه ی کاو در آينه هاي مقعر، فاصله تصوير تا آينه بستگي به فاصله ي شيء تا آينه دارد. در موردهايي فاصله ي تصوير تا آينه بيشتر از فاصله ي جسم تا آينه و در موردهايي كمتر از آن است. در مواردي تصوير حقيقي و در يك مورد هم تصوير مجازي است.هر گاه فاصله ي شيء تا آينه را با P و فاصله ي تصوير تا اينه را با q و فاصله كانوني آينه را با f نشان دهيم، ثابت مي شود كه بين p ,q و f رابطه زير برقرار است: 1/p + 1/q = 1 / f

شرایط استفاده از فرمول : 

شرایط استفاده از فرمول براي آنكه بتوان اين فرمول را در تمام حالتها در مورد آينه هاي مقعر و محدب بكار برد از قراردادهاي زير استفاده مي كنيم: 1- رأس آينه مبدأ سنجش تمام فاصله هاست. 2- اگر تصوير و كانون حقيقي باشد، فاصله آن از آينه منفي در نظر گرفته مي شود. به اين ترتيب در فرمول فوق فاصله كانوني آينه مقعر را با علامت مثبت و فاصله كانوني آينه محدب و فاصله تصوير آنرا با علامت منفي قرارمي دهيم. 3-از فرمول آينه ها مي توان هر يك از كميت هاي p و  qو  f را بر حسب كميت هاي ديگر بدست آورد. در اين صورت رابطه هايي به دست مي آيند كه حل بيشتر مسائل آينه هاي كروي را آسانتر مي كنند. توجه كنيد هرگاه كانون يا تصوير مجازي باشد، علامت f يا  q را بايد در فرمول منفي قرار دهيم.

Slide 57: 

مثال 1 يك شيء در فاصله ي 20 سانتي متري يك آينه ي مقعر قرارداده شده است. اگر شعاع آينه 30 سانتي متر باشد. فاصله ي تصوير تا آينه و نوع تصوير را تعيين كنيد.حل : چون q مثبت است تصوير حقيقي است. q = 60cm

Slide 58: 

مثال 2 يك شيء در فاصله ي 12 سانتي متري از يك آينه ي مقعر كه فاصله ي كانوني آن 24 سانتي متر است قرار دارد. فاصله ي تصوير تا آينه نوع تصوير و فاصله شيء تا تصوير را تعيين كنيد. p=12 cm , f = 24 cm , q =? حل: چون q منفي است، تصوير مجازي است. q=-24 cm

4-13- محاسبه ی فاصله ی تصویرتا آینه ی کوژ : 

4-13- محاسبه ی فاصله ی تصویرتا آینه ی کوژ اگر فاصله ي جسم تا آينه و فاصله ي تصوير تا آينه و فاصله كانوني در اين آينه ها هم به ترتيب برابر P , q , f باشد ، ثابت مي شود كه در آينه ي محدب هم ميان آنها فرمول مذکور برقرار است. كانون آينه ي محدب مجازي است. بنابراين در محاسبه هاي بايد فاصله ي كانوني را با علامت منفي در فرمول قرار دهيم. هر گاه فاصله ي تصوير تا آينه معلوم نباشد، درفرمول به جاي p و f عددهاي مربوط را قرار مي دهيم و q را محاسبه مي كنيم. در صورتي كه فاصله ي تصوير تا آينه يعني q معلوم نباشد، چون تصوير در آينه ي محدب مجازي است، اين فاصله را با علامت منفي در فرمول قرار مي دهيم.

4-14- بزرگ نمایی خطی آینه ها : 

4-14- بزرگ نمایی خطی آینه ها نسبت طول تصوير (A'B') به طور شي (AB) را بزرگ نمايي خطي مي ناميم و آن را با “m” نمايش مي دهيم. m =A'B' / AB بزرگ نمايي نشان مي دهد كه طول تصوير چند برابر طول شيء است. ثابت مي شود كه در هر دو نوع آينه كروي مي توان نوشت: m =A'B' /AB = q/p يعني نسبت طول تصوير به طول شيء برابر نسبت فاصله تصوير تا آينه به فاصله ي شيء تا آينه است. در رابطه ي بالا مقدارهاي p , q را بدون علامت قرار مي دهيم.

Slide 61: 

يك شيء به طول 15 سانتي متر را در 15 سانتي متري آينه ي محدبي قرار مي دهيم. تصوير مجازي در 6 سانتي متري آينه ديده مي شود. فاصله ي كانوني آينه و طول تصوير را محاسبه كنيد: P=15cm ,q=-6cm, AB=5cm, f= ? , A'B'=? مثال 3

Slide 62: 

مثال 4 يك شيء در 12 سانتي متري يك آينه كروي قرار دارد. اگر بزرگ نمايي در اين حالت برابر و تصوير پشت اينه باشد نوع تصوير، نوع اينه و فاصله ي كانوني آنرا مشخص كنيد.حل: چون تصوير پشت آينه مجازي است. بزرگ نمايي كوچك تر از يك است. يعني طول تصوير مجازي كوچكتر از طول جسم است. در نتيجه آينه محدب است (طول تصوير مجازي در آينه ي مقعر از طول جسم بزرگ تر است)P=12cm, m=1/3, q=? , f=? چون تصوير مجازي است،q=-4cm را بايد در رابطه قرار داد. منفي شدن f نشان مي دهد كه آينه محدب است.

حداقل طول مورد نیاز از آینه ی تخت برای دیدن کل طول جسم : 

حداقل طول مورد نیاز از آینه ی تخت برای دیدن کل طول جسم برای اینکه بدانیم برای طول جسم مورد نظر ما طول آینه مان چقدر باید باشد تا تصویر جسم به طور کامل در آینه دیده شود باید از این فرمول استفاده کنیم که در ادامه اثبات آن هم توضیح داده خواهد شد: AB/2=mm ' A B O m m ' H O ' A ' B ' با توجه به اینکه دو مثلث O mm ' و OA ' B ' بایکدیگر متشابه اند ما می توانیم با استفاده از قضیه تالس ثابت کنیم که mm ' نصف A ' B ' می باشد: OH/OO ' =mm ' /A ' B ' ½=mm ' /A ' B ' 2mm ' =A ' B ‘ A ' B ' /mm ' =2}} مثلث OA ' B ' مثلث O mm '

چکیده : 

چکیده 1 – نور صورتي از انرژي است و مي تواند به انرژيهاي ديگر تبديل شود.3 – انتشار بر خط راست باشد.4 – هر گاه جسم كدر مقابل چشمه ي نقطه اي قرار گيرد. بر روي پرده سايه تشكيل مي گردد.5 – هر گاه جسم كدر مقابل چشمه ي گسترده قرار گيرد، برروي پرده سايه و نيم سايه تشكيل مي گردد.6 – بازگشت نور از سطح اجسام را بازتاب نور مي گويند.7 – قوانين بازتابش نورالف) پرتو تابش، پرتو بازتاب و خط عمود بر آينه در نقطه تابش هر سه دو يك صفحه قرار دارند.ب) زاويه ي تابش و زاويه بازتاب همواره با هم برابر مي باشند.

چکیده : 

چکیده 8 – تصوير در اينه ي تخت برابر، مستقيم در مجازي در پشت آينه به فاصله ي جسم تا آينه تشكيل مي گردد. 9 – وقتي جسم در فاصله ي كانوني آينه ي مقعر قرار گيرد و تصوير آن بزرگ تر، مستقيم و مجازي در پشت آينه تشكيل مي شود.10 – وقتي جسم خارج از فاصله ي كانوني آينه مقعر قرار گيرد، تصوير آن معكوس و حقيقي مي باشد.11 – وقتي جسم مقابل آينه ي محدب قرار گيرد، تصوير آن كوچك تر، مستقيم و مجازي در فاصله ي كانوني تشكيل مي گردد.12 – نسبت فاصله ي تصوير تا آينه به فاصله ي جسم تا اينه را بزرگ نمايي آينه مي گويند كه برابر نسبت طول تصوير به طول جسم است.

*فرمول های کلیدی* : 

*فرمول های کلیدی* فرمول های كليدی: n = (360 / a) -1 (تعداد تصويردر آينه هاي متقاطع) a =زاویه بین دو آینه 1/p + 1/q = 1/f(فرمول عمومي آينه ها) m = q/p =A'B' /AB(بزرگ نمايي آينه ) F = mp / m±1(محاسبه كانون آينه)

*فرمول های کلیدی* : 

*فرمول های کلیدی* A'B' /AB = q/p (p=فاصله ی جسم تا چشمه , q=فاصله ی سایه تا چشمه , AB =طول جسم , A'B' =طول سایه ( r‘/r=q/p (r‘=شعاع سایه , r= شعاع جسم) 2 s‘/s=(q/p) (s=مساحت جسم , s‘=مساحت سایه ( 2 s‘/s=( r‘/r)

فناوری و کاربرد : 

فناوری و کاربرد کوره ی آفتابی : كوره ي آفتابي وسيله اي است كه با آن مي توان انرژي تابشي خورشيد را در يك نقطه متمركز و آن را تبديل به انرژي گرمايي كرد. اين وسيله از يك آينه ي مقعر و يك پايه گردان تشكيل شده است.حركت آينه توسط يك موتور طوري تنظيم مي شود كه دهانه آينه همراه متوجه خورشيد باشد. پرتوهاي خورشيد به طور موازي به آينه برخورد كرده و در كانون آن متمركز مي شوند و دماي اين منطقه در صورتي كه حجمي را آنجا قرار دهيم بيش از6000 درجه سانتي گراد مي رسد. اين تمركز انرژي كه به صورت انرژي گرمايي ظاهرمي شود. در صنعت كاربردهاي مختلفي دارد.

تمرین های پایانی فصل 4 : 

تمرین های پایانی فصل 4 1 – در شكل هاي ( 4-31) مسير پرتو نور را در آينه mو' m با رسم كامل كنيد. 2 – در هر يك از شكل هاي (4-34) پرتوهاي بازتاب را براي هر يك از پرتوهاي تابش رسم كنيد. در آينه ي محدب هر گاه پرتو نور موازي محور اصلي به اينه بتابد، امتداد بازتاب نور از كانون آينه مي گذرد و هر گاه پرتو نور طوري به سطح آينه بتابد كه امتداد آن از كانون آينه عبور كند، بازتاب نور موازي محور اصلي خواهد بود و هر گاه پرتو نور طوري بر سطح اينه بتابد كه امتداد آن از مركز آينه عبور كند، بازتاب نور بر خودش منطبق خواهد بود.

Slide 70: 

3 – الف : جسمي مقابل يك اينه محدب كه فاصله ي كانوني آن 10 سانتي متر است قرار دارد. اگر فاصله ي جسم تا آينه 20 سانتي متر باشد، فاصله تصوير تا آينه را حساب كنيد. آينه از جسم تصوير مجازي در فاصله 3/20 سانتي متر تشکيل مي دهد . 4 – الف – چرا در پيچ جاده ها آينه نصب مي كنند؟نصب آينه ي محدب در پيچ جاده ها باعث مي شود تا ميدان ديد راننده نسبت به جاده افزايش يابد. ب – اين آينه از چه نوع است؟اين آينه از نوع محدب است. بايد توجه داشت كه بيشترين ميدان ديد مربوط به آينه ي محدب است. پ – معمولاً دندانپزشكان براي ديدن دندان ها در داخل دهان از آينه ي كوچك دسته داري استفاده مي كنند. اين آينه از چه نوعي است؟ چرا؟از نوع مقعر است. زيرا به هنگام معاينه ي بيمار دندان او در فاصله كانوني آينه مقعر قرار داده مي شود و پزشك تصوير دندان را بزرگ تر و مستقيم درآينه مشاهده كند.

Slide 71: 

5– با توجه به شكل ( 4-35)الف – اندازه ي تصوير و جسم را مشخص نماييد.باتوجه به مقياس شكل، هر خانه در راستاي قائم 5/2 سانتي متر و هر خانه در راستاي افقي 5 سانتي متر است پس :AB=5cmA'B'=2/5cm ب : نوع آينه را تعيين كنيد:با توجه به اينكه از جسم تصويري حقيقي ، كوچكترو معكوس تشكيل شده است ، مي توان گفت آينه مقعر است و جسم در خارج از فاصله ي c قرار دارد و تصويرش در فاصله ي بين f و c واقع است.

Slide 72: 

6-تصوير صفحه ي ساعت در يك آينه تخت مطابق شكل (4-37) است. اگر بطور مستقيم به ساعت نگاه كنيم، ساعت ده و بيست و پنج دقيقه را نشان مي دهد.

Slide 73: 

پایان

authorStream Live Help