Номер 5, страница 214 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

5. Изготовьте оптический прибор (камеру-обскуру, перископ, ка-лейдоскоп или др.).

Решение

Задание предлагает изготовить один из оптических приборов. В качестве примера рассмотрим пошаговую инструкцию по созданию простого перископа в домашних условиях. Перископ — это оптический прибор для наблюдения из укрытия.

Необходимые материалы:

• Два одинаковых длинных картонных пакета (например, из-под молока или сока объемом 1 литр).
• Два небольших одинаковых плоских зеркала (подойдут карманные зеркальца размером примерно 5x8 см).
• Канцелярский нож или прочные ножницы.
• Скотч или клейкая лента.
• Линейка и карандаш.
• Транспортир.

Инструкция по сборке:

1. Подготовьте пакеты. Тщательно вымойте и высушите оба картонных пакета. Полностью срежьте верхние части пакетов (с горлышками), чтобы получились две картонные трубы прямоугольного сечения, открытые с одного конца.
2. Разметьте окна для зеркал. На одной из широких боковых стенок каждого пакета, отступив немного от верхнего края, начертите линию под углом 45 градусов к длинному ребру пакета. Используйте для этого транспортир и линейку.
3. Прорежьте щели для зеркал. Аккуратно по намеченным линиям прорежьте щели с помощью канцелярского ножа. Длина щели должна быть равна ширине зеркала.
4. Разметьте и вырежьте смотровые отверстия. На стенке, расположенной напротив той, где вы прорезали щель, вырежьте прямоугольное смотровое отверстие. В верхнем пакете это будет "входное" отверстие для света, а в нижнем — "выходное" для глаза наблюдателя.
5. Установите зеркала. Вставьте зеркала в прорезанные щели так, чтобы они плотно сидели под углом 45 градусов. Зеркальная поверхность должна быть направлена внутрь пакета, в сторону смотрового отверстия на противоположной стороне. Верхнее зеркало должно "смотреть" вниз по трубе, а нижнее — в сторону смотрового отверстия для глаза. Надежно закрепите зеркала с внешней стороны скотчем.
6. Соберите корпус перископа. Соедините два пакета, вставив открытый конец одного в открытый конец другого. Смотровые отверстия должны оказаться на противоположных концах получившейся длинной трубы и на разных сторонах. Убедитесь, что конструкция получилась прочной. Место стыка можно для надежности обмотать скотчем.

Принцип работы:

Работа перископа основана на законе отражения света. Лучи света от наблюдаемого объекта попадают в верхнее отверстие перископа и падают на первое (верхнее) зеркало, установленное под углом 45 градусов к оси прибора. Согласно закону отражения, угол падения луча на зеркало равен углу его отражения ($ \alpha = \beta $). В результате луч света отражается от зеркала и меняет свое направление на 90 градусов, двигаясь вниз вдоль трубы перископа. Достигнув второго (нижнего) зеркала, которое также установлено под углом 45 градусов, луч снова отражается на 90 градусов и выходит из нижнего смотрового отверстия, попадая прямо в глаз наблюдателя. Таким образом, наблюдатель видит изображение объекта, как если бы его глаз находился на уровне верхнего зеркала.

Ответ:

В результате выполнения описанных шагов будет изготовлен простейший зеркальный перископ. Этот прибор наглядно демонстрирует такие фундаментальные принципы оптики, как прямолинейное распространение света и закон отражения света, и позволяет вести наблюдение из-за препятствий.