Кроссворд «Повторим пройденное—5»

Определения и обозначения

Светом называют излучение, которое вызывает зрительное ощущение. Источник светового излучения — тело, испускающее свет; источники бывают естественными, например Солнце и молния, и искусственными, например лампа. Это понятие нужно, чтобы отличать светящиеся тела от предметов, которые только отражают свет.

Отражение света — изменение направления распространения света на границе сред, при котором луч остаётся в первоначальной среде. Отражение помогает объяснить работу зеркала и появление бликов. Для его описания используют углы падения и отражения.

Преломление света — изменение направления луча при переходе из одной прозрачной среды в другую. Оно возникает потому, что в разных средах свет распространяется с разной скоростью. Преломление нужно учитывать при объяснении видимой глубины воды и работе линз.

Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями или одной сферической и одной плоской поверхностью. Собирающая линза толще в центре, а рассеивающая — тоньше в центре. Эти виды различаются тем, сходятся или расходятся после них параллельные лучи.

Как это устроено

В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно, потому что её свойства не меняются от точки к точке. Поэтому для построения хода лучей достаточно проводить прямые линии. Если на пути стоит непрозрачное тело, лучи не проходят за него и возникает тень.

При отражении луч падает на границу, а затем возвращается в первую среду. Нормалью называют перпендикуляр к поверхности в точке падения, и оба угла отсчитывают именно от неё. Равенство углов падения и отражения следует из симметрии взаимодействия луча с ровной границей: угол падения равен углу отражения.

Направление преломлённого луча зависит от свойств двух сред и угла падения. При переходе в среду, где свет распространяется медленнее, луч отклоняется к нормали, а при переходе в более быструю среду — от нормали. Чем сильнее различаются среды и чем больше угол падения, тем заметнее изменение направления.

В плоском зеркале изображение строят двумя лучами, отражёнными по закону отражения. Продолжения отражённых лучей за зеркалом пересекаются в точке, симметричной предмету относительно поверхности. В линзе используют главные лучи: параллельный оси, проходящий через оптический центр, и луч, направленный через фокус; по их пересечению находят изображение.

Фокусное расстояние F — расстояние от оптического центра линзы до её фокуса. Оптическая сила определяется формулой D = 1/F, где F выражают в метрах, а D — в диоптриях. Чем меньше фокусное расстояние собирающей линзы, тем больше её оптическая сила и тем сильнее она изменяет ход лучей; положение предмета относительно фокуса определяет, будет изображение действительным или мнимым.

Основные явления и оптические приборы

Таблица помогает быстро сопоставить условие явления, поведение лучей и результат. При решении кроссворда сначала найдите нужную строку по подсказке, а затем выберите подходящий столбец. Так легче не перепутать близкие термины и проверить ответ по физическому смыслу.

Разбор задач

Задача 1. Термин по описанию

Условие: в кроссворде дано описание явления, при котором луч на границе двух сред возвращается в прежнюю среду, а угол падения равен углу отражения. Нужно определить слово и сформулировать его определение. Подсказка содержит сразу два ключевых признака, поэтому ответ можно проверить не только по длине слова, но и по закону.

1. Выделяем признак «возвращается в прежнюю среду».
2. Сравниваем его с преломлением: при преломлении луч переходит в другую среду, значит, этот вариант не подходит.
3. Записываем термин «отражение света» и проверяем пересечения букв.

Ответ: отражение света — изменение направления распространения света на границе, при котором луч возвращается в исходную среду. Закон отражения: угол падения равен углу отражения.

Задача 2. Изображение в зеркале или линзе

Условие: предмет расположен перед плоским зеркалом; требуется построить изображение и указать его свойства. В другом варианте предмет находится между собирающей линзой и её фокусом. Нужно различить результат построения, а не просто назвать прибор.

1. Для зеркала строим два луча до поверхности и отражаем их так, чтобы углы падения и отражения были равны.
2. Продолжаем отражённые лучи за зеркало; их продолжения пересекаются в мнимой точке.
3. Для собирающей линзы проводим луч через оптический центр и луч, параллельный главной оси; при положении предмета между линзой и фокусом продолжения лучей пересекаются за линзой мнимо.
4. Сравниваем предмет и изображение по размеру, направлению и возможности получить его на экране.

Ответ: плоское зеркало даёт мнимое, прямое изображение, равное предмету. Собирающая линза при предмете между линзой и фокусом даёт мнимое, прямое, увеличенное изображение.

Задача 3. Кроссворд по пересечениям

Условие: в кроссворде несколько подсказок относятся к отражению, преломлению и линзам, но часть слов неизвестна. Требуется восстановить ответы по определениям и пересечениям букв. Решать всё подряд необязательно: надёжные слова дадут опорные буквы.

1. Сначала вписываем термины с очевидными признаками, например «плоское зеркало» или «преломление».
2. По пересечениям уточняем начало и окончание менее знакомого слова.
3. Проверяем, подходит ли получившийся термин к определению, числу клеток и грамматической форме подсказки.
4. Если слово не согласуется с физическим смыслом, возвращаемся к пересечениям и ищем ошибку в уже вписанном ответе.

Ответ: кроссворд решён правильно, если каждое слово подходит одновременно по определению, длине, пересечениям и физическому содержанию. Бытовое описание нужно заменить точным термином.

Типичные ошибки

Путают отражение и преломление, потому что в обоих случаях меняется направление луча. При отражении луч остаётся в первой среде, а при преломлении переходит в другую. Проверка: задайте вопрос, пересёк ли луч границу сред.

Называют изображение в зеркале или линзе действительным, не учитывая экран. Действительное изображение образуют реально сходящиеся лучи, а мнимое возникает только при пересечении их продолжений. Проверка: можно ли получить изображение на экране?

Смешивают собирающую и рассеивающую линзы, ориентируясь только на внешний вид. Надёжнее направить на линзу параллельные лучи: у собирающей они сходятся, у рассеивающей расходятся. Проверка по форме такова: первая обычно толще в центре, вторая тоньше.

Записывают бытовое описание вместо физического термина, поэтому слово не подходит по смыслу или длине. Кроссворд требует точного названия явления или прибора, а не фразы вроде «лучи возвращаются». Проверка: сопоставьте ответ с определением, количеством клеток и пересекающимися буквами.

Связь с другими темами

До этой темы нужны знания о прямолинейном распространении света, углах, построении лучей и свойствах геометрических фигур. Отражение и преломление связаны с разделом о зрении: они объясняют работу глаза, очков и других приборов. Позже эти правила понадобятся при изучении фотоаппарата, микроскопа, телескопа и сложных оптических систем.

Что запомнить

• В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно.
• Угол падения равен углу отражения.
• При переходе в другую среду свет может менять направление.
• Плоское зеркало даёт мнимое, прямое изображение, равное предмету по размеру.
• Собирающая линза может дать действительное или мнимое изображение.
• Рассеивающая линза даёт мнимое, прямое и уменьшенное изображение.
• Ответ кроссворда должен соответствовать определению и пересечениям букв.