Номер 1, страница 205 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

ЗАДАНИЕ

Сделайте зеркальный перископ (рис. 142). Изготовьте четырёхгранную трубу из картона. Внутренние стенки трубы оклейте чёрной бумагой и с обоих концов укрепите два плоских зеркала параллельно друг другу под углом $45^\circ$ к горизонту. Снаружи трубу оклейте бумагой. С помощью вашего перископа наблюдайте предметы, находящиеся за препятствием, например за забором.

Рис. 142

Перископ — это оптический прибор, который позволяет вести наблюдение из укрытия (например, из окопа, подводной лодки или из-за угла здания). Создание простого зеркального перископа является наглядной демонстрацией закона отражения света.

Необходимые материалы и инструменты

• Лист плотного картона (например, от обувной коробки) для изготовления корпуса.
• Два одинаковых небольших плоских зеркала.
• Чёрная матовая бумага или чёрная краска (гуашь, акрил).
• Клей (ПВА, клеевой пистолет) или прочный скотч.
• Канцелярский нож или ножницы.
• Длинная линейка и карандаш.
• Транспортир.
• Декоративная бумага для внешней отделки (по желанию).

Инструкция по сборке

1. Изготовление корпуса. Сделайте из картона длинную трубу с квадратным или прямоугольным сечением. Для этого можно вырезать длинную развертку, согнуть ее по линиям и склеить. Размеры могут быть, например, 5х5 см в сечении и около 40-50 см в длину.
2. Внутренняя отделка. Чтобы изображение было чётким и контрастным, без посторонних бликов, внутренние стенки трубы необходимо оклеить чёрной матовой бумагой или покрасить в чёрный цвет. Это поглотит рассеянный свет.
3. Установка зеркал. Это ключевой этап сборки.
   • На двух противоположных концах трубы, но на смежных её сторонах, вырежьте два смотровых окна: верхнее (объектив) и нижнее (окуляр).
   • Зеркала должны быть установлены внутри трубы так, чтобы они были параллельны друг другу и находились под углом $45^\circ$ к продольной оси трубы.
   • С помощью транспортира разметьте на стенках трубы линии под углом $45^\circ$ напротив вырезанных окон. По этим линиям можно сделать неглубокие надрезы-пазы, в которые будут вставляться зеркала.
   • Вставьте зеркала в пазы отражающей поверхностью друг к другу так, чтобы верхнее зеркало направляло свет вниз, а нижнее — к окуляру.
   • Надёжно закрепите зеркала с помощью клея или скотча.
4. Внешняя отделка. Для завершённого вида можно оклеить трубу снаружи декоративной бумагой.

Принцип работы перископа

В основе работы перископа лежит фундаментальный закон оптики — закон отражения света. Он гласит, что угол падения светового луча на зеркальную поверхность равен углу его отражения. Математически это выражается как $ \alpha = \beta $, где $ \alpha $ — угол падения, а $ \beta $ — угол отражения.

Ход лучей в перископе следующий:

1. Лучи света от наблюдаемого объекта попадают в верхнее входное отверстие и падают на первое (верхнее) зеркало.
2. Так как зеркало установлено под углом $45^\circ$ к направлению лучей, они отражаются от него и изменяют свое направление на $90^\circ$ ( $45^\circ + 45^\circ = 90^\circ$ ). Теперь свет распространяется вниз по трубе.
3. Достигнув второго (нижнего) зеркала, которое установлено параллельно первому, лучи снова отражаются и поворачивают еще на $90^\circ$.
4. В результате свет выходит из нижнего отверстия (окуляра) параллельно своему первоначальному направлению и попадает в глаз наблюдателя.

Так как отражений два, изображение, которое видит наблюдатель, является прямым (не перевернутым), в отличие от изображения в одном зеркале. Оно также является мнимым, то есть находится за плоскостью последнего зеркала.

Ответ:

Для создания зеркального перископа необходимо изготовить полую трубу из картона, внутреннюю поверхность которой следует сделать чёрной для поглощения рассеянного света. Внутри трубы на её концах устанавливаются два плоских зеркала, которые должны быть параллельны друг другу и расположены под углом $45^\circ$ к оси трубы. Работа прибора основана на законе отражения света: световые лучи от объекта дважды отражаются от зеркал, каждый раз изменяя направление на $90^\circ$. Это позволяет видеть объекты, находящиеся вне прямой видимости (например, за препятствием), при этом итоговое изображение не является перевернутым.