Най-важното от урока
Светлина: Разпространява се праволинейно. При отражение ъгълът на падане е равен на ъгъла на отражение \(\alpha = \alpha'\). При преминаване в друга среда се пречупва. Бялата светлина се разлага на цветове (дисперсия).
Трептения и звук: Трептенията се описват с период \(T\) и честота \(v\), свързани чрез \(v = 1/T\). Звукът е вълна, която изисква среда за разпространение и се характеризира с честота (височина) и сила (децибели).
Трептения и звук: Трептенията се описват с период \(T\) и честота \(v\), свързани чрез \(v = 1/T\). Звукът е вълна, която изисква среда за разпространение и се характеризира с честота (височина) и сила (децибели).
Когато светлинен лъч достигне границата между две среди (напр. въздух и вода), част от него се връща обратно в първата среда. Това явление се нарича отражение.
Закон за отражението: Ъгълът на падане \((\alpha)\) е равен на ъгъла на отражение \((\alpha')\).
\[ \alpha = \alpha' \]
Ъглите се измерват спрямо перпендикуляр (нормала) към отразяващата повърхност.
Ако светлинен лъч пада върху огледало под ъгъл \(30^\circ\) спрямо нормалата, той ще се отрази също под ъгъл \(30^\circ\) спрямо нормалата.
Светлинен лъч пада върху гладка повърхност, като ъгълът между лъча и повърхността е \(50^\circ\). Намерете ъгъла на отражение.
Ъгълът на падане \(\alpha\) е ъгълът между лъча и нормалата (перпендикуляра). Следователно \(\alpha = 90^\circ - 50^\circ = 40^\circ\). Според закона за отражението, ъгълът на отражение \(\alpha' = \alpha\), така че \(\alpha' = 40^\circ\).
Когато светлинен лъч преминава от една прозрачна среда в друга (напр. от въздух в стъкло), той променя посоката си на разпространение. Това явление се нарича пречупване.
Сламка, потопена в чаша с вода, изглежда счупена на границата между въздуха и водата поради пречупването на светлината.
Защо дъното на плувен басейн изглежда по-плитко, отколкото е в действителност?
Това се дължи на пречупването на светлинните лъчи, идващи от дъното. Когато те преминават от водата във въздуха на път към очите ни, те се пречупват и променят посоката си, създавайки илюзията, че дъното е на по-малка дълбочина.
Бялата светлина е съставена от лъчи с различни цветове (спектър). Дисперсията е явлението, при което бялата светлина се разлага на съставните си цветове при преминаване през прозрачна среда, като стъклена призма.
Небесната дъга е естествено явление на дисперсия, при което слънчевата светлина се пречупва и разлага от милиони водни капчици в атмосферата след дъжд.
Кои са основните цветове, на които се разлага бялата светлина?
Цветовете на дъгата, подредени по дължина на вълната: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово.
Период (T) е времето за извършване на едно пълно трептене. Измерва се в секунди (s).
Честота (v) е броят на пълните трептения за една секунда. Измерва се в херци (Hz).
\[ v = \frac{1}{T} \]
Честотата и периодът са реципрочни величини.
Ако едно махало прави едно пълно люлеене за 2 секунди, неговият период \(T = 2\) s, а честотата му е \(v = 1/2 = 0.5\) Hz.
Сърцето на спортист в покой бие 50 пъти за 60 секунди. Каква е честотата на пулса му в Hz?
Честотата е броят трептения (удари) за една секунда. \(v = \frac{50 \text{ удара}}{60 \text{ s}} \approx 0.83\) Hz.
Звукът представлява трептения, които се разпространяват като вълна в материална среда (газ, течност, твърдо тяло). Звукът не се разпространява във вакуум.
Човешкото ухо възприема звукови вълни с честота в диапазона от 20 Hz до 20 000 Hz (20 kHz).
Силата (нивото) на звука се измерва в децибели (dB).
Когато видим светкавица, чуваме гръмотевицата няколко секунди по-късно, защото скоростта на светлината (300 000 000 m/s) е много по-голяма от скоростта на звука във въздуха (около 340 m/s).
Защо в Космоса не се чуват експлозии, както е показано в някои филми?
Космосът е вакуум, т.е. няма среда (въздух, вода и др.), в която звуковите вълни да се разпространяват. Затова там е абсолютно тихо.
Задачи за упражнение
Лесна: Ако периодът на трептене на една струна е 0.01 s, каква е нейната честота?
Използваме формулата \(v = \frac{1}{T}\).
\(v = \frac{1}{0.01} = 100\) Hz.
\(v = \frac{1}{0.01} = 100\) Hz.
Средна: По време на буря виждате светкавица и 4 секунди по-късно чувате гръм. На какво разстояние от вас е паднала светкавицата, ако скоростта на звука във въздуха е 340 m/s?
Разстоянието е равно на скоростта по времето:
Разстояние = \(340 \, \text{m/s} \cdot 4 \, \text{s} = 1360\) m, или 1.36 km.
Разстояние = \(340 \, \text{m/s} \cdot 4 \, \text{s} = 1360\) m, или 1.36 km.
Трудна: Светлинен лъч преминава от въздух в диамант. Сравнете ъгъла на падане с ъгъла на пречупване. Ще се приближи ли пречупеният лъч до нормалата или ще се отдалечи от нея? Обосновете се.
Диамантът е оптически по-плътна среда от въздуха. Когато светлината преминава от оптически по-рядка към по-плътна среда, тя се пречупва, като се приближава към нормалата. Следователно, ъгълът на пречупване ще бъде по-малък от ъгъла на падане.
