Экспериментальное задание 30.2, страница 137 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Домашнее экспериментальное задание 30.2

Работаем самостоятельно

Изготовление камеры-обскуры

Если в вашей комнате на окнах есть плотные тёмные шторы, попробуйте использовать свою комнату как камеру-обскуру. Для этого в солнечный день плотно зашторьте окно и оставьте между шторами маленькое отверстие. Изображения предметов за окном должны появиться на стене напротив окна.

Можно изготовить небольшую камеру-обскуру из картонной коробки, укрепив внутри лист тонкой полупрозрачной бумаги напротив отверстия в стенке коробки. При наблюдении изображения используйте кусок тёмной ткани для защиты от постороннего света.

Изготовленный прибор продемонстрируйте в классе с объяснением принципа его действия.

Изготовление камеры-обскуры

Для изготовления камеры-обскуры в домашних условиях по предложенной инструкции необходимо выполнить следующие шаги:

1. Подготовка материалов. Вам понадобятся:

- Прочная картонная коробка, непроницаемая для света (например, из-под обуви).

- Лист тонкой полупрозрачной бумаги (калька, пергамент для выпечки).

- Черная краска (гуашь) или листы черной бумаги.

- Канцелярский нож или ножницы.

- Скотч или клей.

- Игла или булавка.

- Плотная темная ткань (для наблюдения).

2. Подготовка коробки. Чтобы изображение было четким и не засвечивалось отраженным светом, необходимо сделать внутреннюю поверхность коробки максимально темной. Для этого покрасьте ее изнутри в черный цвет или аккуратно оклейте черной бумагой.

3. Создание отверстия. В центре одной из торцевых (коротких) стенок коробки с помощью иглы или булавки проделайте очень маленькое и круглое отверстие. Это отверстие будет аналогом объектива в фотоаппарате.

4. Создание экрана. На противоположной от отверстия стенке вырежьте большое прямоугольное окно, оставив по краям рамку шириной 1–2 см. На это окно с внутренней стороны приклейте с помощью скотча лист полупрозрачной бумаги. Этот лист будет служить экраном, на котором будет проецироваться изображение.

5. Использование камеры. Направьте камеру отверстием на хорошо освещенный объект (например, пейзаж за окном в солнечный день). Смотрите на экран из полупрозрачной бумаги. Чтобы изображение было хорошо видно, накройтесь вместе с задней частью камеры плотной темной тканью. Это защитит экран от постороннего света, и изображение станет более контрастным и ярким.

Объяснение принципа действия

Принцип действия камеры-обскуры основан на фундаментальном свойстве света – законе прямолинейного распространения света в однородной среде. Свет от каждой точки наблюдаемого объекта распространяется во все стороны по прямым линиям (лучам).

Камера-обскура – это светонепроницаемая коробка. Очень маленькое отверстие в ее стенке пропускает внутрь лишь ограниченное количество лучей от внешних объектов. От каждой точки объекта через отверстие проходит только один очень узкий пучок света.

Например, лучи от верхней точки объекта (например, верхушки дерева), распространяясь прямолинейно, пройдут через отверстие и попадут на нижнюю часть экрана. В то же время лучи от нижней точки объекта (основания дерева) попадут на верхнюю часть экрана. Аналогично, лучи от правой стороны объекта окажутся на левой стороне экрана, а от левой – на правой. В результате на экране формируется действительное, перевернутое (вверх ногами) и зеркально отраженное (слева направо) изображение объекта.

Четкость и яркость изображения зависят от размера отверстия. Чем меньше отверстие, тем четче изображение, так как каждая точка объекта проецируется в меньшее пятно на экране. Однако при этом уменьшается количество проходящего света, и изображение становится более тусклым. Слишком большое отверстие приведет к тому, что изображение станет ярким, но сильно размытым.

Размеры изображения и объекта связаны через подобные треугольники. Если $H_o$ – высота объекта, $H_i$ – высота изображения на экране, $d_o$ – расстояние от объекта до отверстия камеры, а $d_i$ – расстояние от отверстия до экрана (глубина камеры), то их соотношение можно выразить формулой:

$\frac{H_i}{H_o} = \frac{d_i}{d_o}$

Эта формула показывает, что линейное увеличение камеры-обскуры равно отношению ее глубины к расстоянию до объекта.

Ответ:

Камера-обскура изготавливается из светонепроницаемой коробки, в одной стенке которой делается малое отверстие, а противоположная стенка используется как экран из полупрозрачного материала. Принцип ее действия основан на законе прямолинейного распространения света. Лучи света от объекта, проходя через малое отверстие, создают на экране его действительное, но перевернутое и зеркально отраженное изображение. Четкость изображения зависит от размера отверстия, а его размер определяется соотношением глубины камеры и расстояния до объекта.