Номер 5, страница 292 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Домашние лабораторные работы - номер 5, страница 292.

Условие.

5. Конструирование камеры-обскуры

Цель работы: изготовить камеру-обскуру и получить с её помощью изображение объекта.

Средства измерения и материалы: плотная бумага (желательно чёрного цвета), калька (для экрана), клей, ножницы, источник света (свеча или лампочка на подставке), металлическая линейка.

Порядок выполнения работы

1. На рис. 254, а изображены две развёртки деталей камеры-обскуры и экран из кальки ($68 \times 68$). Размеры даны в миллиметрах. Убедитесь, что пунктирными линиями обозначены линии сгиба неподвижной 1 и подвижной 2 частей камеры-обскуры (рис. 254, б).

2. Вырежьте заготовки подвижной и неподвижной частей камеры. По штриховым линиям с помощью металлической линейки согните стенки прибора. Склейте части прибора.

3. Соберите прибор. На рис. 254, б цифрами обозначены: 3 – экран, 4 – отверстие в стенке камеры. Стенка камеры должна быть расположена примерно на расстоянии 10 см от экрана.

4. Расположите перед отверстием камеры-обскуры на расстоянии 20–30 см источник света. Передвигая подвижную часть камеры, добейтесь чёткого изображения на экране.

Рис. 254

5. Охарактеризуйте полученное с помощью камеры-обскуры изображение объекта. Какое оно: прямое или обратное, увеличенное или уменьшенное?

Решение.

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать характеристики изображения, формируемого камерой-обскурой, на основе данных, приведённых в описании лабораторной работы.

Изображение в камере-обскуре формируется благодаря закону прямолинейного распространения света. Лучи света от объекта, проходя через малое отверстие, создают изображение на противоположной стенке-экране.

1. Характер изображения (прямое или обратное).

Лучи, исходящие от верхней части объекта, проходят через отверстие и попадают на нижнюю часть экрана. Аналогично, лучи от нижней части объекта попадают на верхнюю часть экрана. Вследствие этого изображение всегда получается обратным (перевёрнутым) относительно объекта.

2. Размер изображения (увеличенное или уменьшенное).

Чтобы определить, является ли изображение увеличенным или уменьшенным, необходимо сравнить расстояние от объекта до отверстия ($d_o$) с расстоянием от отверстия до экрана ($d_i$).

Дано:

Расстояние от источника света (объекта) до отверстия камеры: $d_o = 20-30$ см

Расстояние от отверстия до экрана (глубина камеры): $d_i \approx 10$ см

В системе СИ:

$d_o = 0.2 - 0.3$ м

$d_i \approx 0.1$ м

Найти:

Определить, является ли изображение увеличенным или уменьшенным.

Решение:

Линейное увеличение ($Г$), которое даёт камера-обскура, определяется как отношение высоты изображения ($h_i$) к высоте объекта ($h_o$). Из подобия треугольников, образованных лучами света, объектом и его изображением, следует формула:

$Г = \frac{h_i}{h_o} = \frac{d_i}{d_o}$

Изображение является уменьшенным, если $Г < 1$, и увеличенным, если $Г > 1$.

Согласно условию, $d_i \approx 10$ см, а $d_o$ находится в диапазоне от 20 см до 30 см. Во всех случаях, описанных в работе, расстояние от объекта до отверстия больше, чем расстояние от отверстия до экрана (глубина камеры):

$d_o > d_i$

Следовательно, отношение $\frac{d_i}{d_o}$ будет меньше единицы:

$Г = \frac{d_i}{d_o} < 1$

Таким образом, изображение будет уменьшенным.

Ответ: Изображение, полученное с помощью камеры-обскуры в ходе выполнения данной лабораторной работы, является обратным (перевёрнутым) и уменьшенным.