Искусство физического эксперимента (приват)

Частная гимназия №26, в которой строгие учителя воспитывают непослушных мальчишек и девчонок.
Ответить
Сообщение
Автор
Аватара пользователя
Андрей Иванович Гущин
Преподаватель астрономии
Сообщения: 343
Зарегистрирован: Пт, окт 29, 2004, 16:26

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#46 Сообщение Андрей Иванович Гущин » Вт, ноя 12, 2024, 23:47

Ого! Вопросы были, эээ, не простые. Нет, конечно, я знал ответы на оба, но вот растолковать это шестиклассникам было не так-то просто. Насколько проще, все же, работать со студентами. Или со старшеклассниками хотя бы. :? Ну что ж, попробуем, хм.
- Сам свет, собственно говоря, в дугу не выстраивается. Это мы видим его в виде дуги. Видите ли, свет, проходя сквозь каплю, преломляется под строго определенным углом. Вот сейчас, ставя опыт с призмой, вы видели радугу только в одном месте, на стене. А, к примеру, на метр в сторону ее уже не было, поскольку преломленный луч туда не попадал. То же и с каплями: свет преломляется во всех, сколько их есть в воздухе. Но мы видим свет только от тех, в которых луч преломился точно в нашу сторону. Т.е. те, которые расположены под подходящим углом по отношению к нам. А такие точки образуют окружность, которую мы и видим. Точнее, часть окружности. Кстати, человек, который стоит в стороне от вас, тоже будет видеть радугу, но для него она будет находиться немного в другом месте. Поскольку, разумеется, подходящие капли для него будут другие.

Уффф... Вообще-то такие точки образуют конус. Который на плоскость нашего зрения проецируется как окружность. :) Но в такие подробности я предпочел пока не углубляться, мда. Как и не стал пока упоминать, что в образовании радуги, кроме преломления, большую роль играет и отражение. Не все сразу, пусть пока представят хотя бы в самом первом приближении.

- Что касается преломления в воде или в окне, то там свет, разумеется, тоже преломляется и тоже разлагается в спектр, просто заметить это невозможно, поскольку световые лучи идут широким потоком. И если мы выделим какой-то отдельный луч, то он разложится в спектр так же, как у нас. Но соседние лучи наложатся на него, каждый чуть-чуть смещен в сторону и в результате все эти отдельные цвета снова перемешаются. Обратите внимание, я ведь не случайно взял для опыта колпак на лампу с очень узкой щелью. Чтобы увидеть в чистом виде разложение света, нужно выделить один отдельный лучик и наблюдать только за ним, отсекая все остальные. Ну-с, что еще интересует?

Аватара пользователя
Леонид Навицкий
Гимназист
Сообщения: 640
Зарегистрирован: Пн, июл 25, 2011, 2:29

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#47 Сообщение Леонид Навицкий » Ср, ноя 13, 2024, 0:07

Лёнька слушал внимательно, ведь это оказалось действительно интересно, только вот...

- Погодите, а как же так через окно поток и нет радуги, потому что нет лучиков, а в небе получается не поток что ли? Там же света столько же, но при этом радуга?

Про окружность тоже было не понятно - почему наш глаз видит именно так, а не квадратом или вообще фиг знает чем. Как так все эти углы в миллионах капелек складываются в определённую фигуру? Похоже тут так просто и быстро не объяснишь...

Аватара пользователя
Юрка
Гимназист
Сообщения: 3338
Зарегистрирован: Пт, июл 23, 2004, 1:08
Откуда: Издалека
Контактная информация:

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#48 Сообщение Юрка » Ср, ноя 13, 2024, 0:25

Про радугу Юрка, все же, не совсем все понял. Про воду и окно было понятнее, но тут Лёня задал еще вопрос и Юрка тоже посмотрел на Гущина, ожидая ответа. И в самом деле, какая-то тут была нестыковка. :? Ох и сложная наука эта физика! Но тем интереснее было попытаться разобраться. :) Жаль, что по-настоящему это всё изучать они будут ещё не скоро, у градуировка динамометров не показалась ему особенно увлекательным делом. :roll:
"Ужасно интересно всё то, что неизвестно!
Ужасно неизвестно всё то, что интересно!"

Аватара пользователя
Андрей Иванович Гущин
Преподаватель астрономии
Сообщения: 343
Зарегистрирован: Пт, окт 29, 2004, 16:26

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#49 Сообщение Андрей Иванович Гущин » Ср, ноя 13, 2024, 0:42

Ай да мальчишки, ай да молодцы! Вопросы ставить умеют и думать самостоятельно пытаются. Хотя по их задумчивым лицам рискну предположить, что поняли они далеко не все, что я сказал. Хм, может быть, попробовать объяснить с рисунком? Нет, пожалуй, пока не стоит. Может быть, позже. Я и сам увлекся нашим импровизированным уроком, даже о времени забыл, хотя вообще-то, мне сегодня еще тетради проверять и готовиться к завтрашним урокам. Ничего, успею.
- Не забывай, что капельки крохотные. Все крупные капли во время дождя уже упали на землю, в воздухе висит тончайшая водяная пыль. А расстояние между каплями много больше самих капель. И через каждую из них проходит только тоненький лучик. Если бы пространство было сплошь заполнено водой, никакой радуги мы бы не увидели. Кстати, вы, вероятно, знаете, что радугу можно увидеть не только после дождя, но и, к примеру, возле некоторых фонтанов, особенно тех, которые дробят водяную струю на мелкие капли. Еще они бывают, скажем, над водопадами. В общем, везде, где есть взвесь водяных капель, можно при определенных условиях увидеть радугу. Разумеется, не всегда, это еще и от освещенности зависит.

Аватара пользователя
Леонид Навицкий
Гимназист
Сообщения: 640
Зарегистрирован: Пн, июл 25, 2011, 2:29

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#50 Сообщение Леонид Навицкий » Ср, ноя 13, 2024, 11:23

- Да-да, - Лёнька радостно закивал, - радугу у фонтанов я много раз видел, только там обычно не дуга, а какой-то кусочек, - в связи с этим возник следующий вопрос. - А куда девается остальная часть окружности, если вы говорите, что лучи в неё преломляются?

Прикольно было бы, если бы у фонтанов в воздухе можно было бы увидеть плавающие в воздухе радужные колечки. :D

Аватара пользователя
Юрка
Гимназист
Сообщения: 3338
Зарегистрирован: Пт, июл 23, 2004, 1:08
Откуда: Издалека
Контактная информация:

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#51 Сообщение Юрка » Ср, ноя 13, 2024, 15:03

- И вообще, почему после дождя радуга не всегда бывает? - поддержал Лёню Юрка.
Узнать побольше про радугу тоже было интересно, хотя в уме он прикидывл, как бы половчее вернуться к вопросу о биноклях и стереотрубах. :roll:
"Ужасно интересно всё то, что неизвестно!
Ужасно неизвестно всё то, что интересно!"

Аватара пользователя
Андрей Иванович Гущин
Преподаватель астрономии
Сообщения: 343
Зарегистрирован: Пт, окт 29, 2004, 16:26

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#52 Сообщение Андрей Иванович Гущин » Ср, ноя 13, 2024, 16:10

Ого, кажется, вопрос и правда их заинтересовал, судя по тому, что вопросы не иссякают. Что ж, как говорится, "вы хочете песен - их есть у меня".
- Окружность эта, как я уже говорил, воображаемая, это просто направление на те точки, которые находятся под нужным углом. И угол этот довольно велик, около 42 градусов, так что и окружность получается большая. Не может быть радуги в виде маленького кружочка, это всегда большая окружность. Часть этой окружности может проходить через место, где образование радуги невозможно. Например, через пространство, где просто нет достаточного количества капель. Тогда мы увидим, как в этом месте радуга обрывается. Собственно, с фонтанами чаще всего так и бывает, ведь фонтан рассеивает капли только вблизи себя, в отличие от дождя. И радуга над фонтаном, обратите внимание, выглядит не как маленькая дуга, а как маленький кусочек большой дуги. Могут быть и другие причины, например, какое-то место затемнено облаком или деревом и прямые солнечные лучи туда не попадают. Или, скажем, воздух сильно запылен. Или Солнце стоит слишком высоко. В, общем, причины, по которым в данном месте радуга не видна, могут быть разными. Это, кстати, ответ и на твой вопрос, Юра. А у большой радуги после дождя концы упираются в землю, или почти упираются, круг остается незавершенным, поскольку продолжиться может только под землей. Но, между прочим, это зависит от точки зрения. Чем выше пункт наблюдения, тем более полную радугу можно увидеть. Самому мне, увы, наблюдать не приходилось, но говорят, что с самолета иногда можно увидеть полную радугу в виде кольца.

Аватара пользователя
Леонид Навицкий
Гимназист
Сообщения: 640
Зарегистрирован: Пн, июл 25, 2011, 2:29

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#53 Сообщение Леонид Навицкий » Ср, ноя 13, 2024, 20:58

Как связан угол в 42 градуса с размером окружности Лёнька не понял вообще, но спрашивать не стал. А вот то что поверхность земли мешает образовывать вторую часть радуги было понятно, хотя их того, что он видел, радуга всегда заканчивалась где-то над лесом или домами, интересно было бы посмотреть где она доходит до самой земли, но он такого не видел.

- Классно было бы посмотреть на полный круг, - мечтательно произнёс он, продолжая рассуждать про себя про все эти углы и преломления.

Аватара пользователя
Юрка
Гимназист
Сообщения: 3338
Зарегистрирован: Пт, июл 23, 2004, 1:08
Откуда: Издалека
Контактная информация:

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#54 Сообщение Юрка » Ср, ноя 13, 2024, 21:36

Чем дальше Гущин отвечал, тем больше новых вопросов возникало. Очень уж все это было ново и непонятно. Интересно, подумал Юрка, это вся наука так? Может, если бы они подробнее расспросили про те же динамометры, то и там бы открылось много всякого интересного? :roll: Но спросил он о другом:
- Андрей Иванович, Вы говорили что в биноклях используют призмы. А зачем? Там же не надо радугу создавать, там надо чтоб все четко видно было.
"Ужасно интересно всё то, что неизвестно!
Ужасно неизвестно всё то, что интересно!"

Аватара пользователя
Андрей Иванович Гущин
Преподаватель астрономии
Сообщения: 343
Зарегистрирован: Пт, окт 29, 2004, 16:26

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#55 Сообщение Андрей Иванович Гущин » Ср, ноя 13, 2024, 22:24

Ну, эээ, видишь ли, Лёня, теоретически это, наверное, возможно, если создать радугу искусственно, хм. :? На близком расстоянии... При невысоком солнце, эээ... Но так сразу точно сказать не могу, тут надо серьезно считать. Может быть, когда-нибудь мы вернемся к этому вопросу. :?
Хм, задача меня самого заинтересовала. А ведь наверное, и впрямь возможно. Но тут действительно надо серьезно считать. Ай да Лёня, глубоко копает. :)
- Эээ, бинокли... Ах, да, бинокли. Ну, понимаешь, Юра, мы ведь рассмотрели только одно из свойств призмы, и то в самом простом виде. В действительности все намного сложнее. И призма может преломлять луч света довольно сложным образом, даже полностью его отражать, подобно зеркалу. Если ты пользовался биноклем, то, наверное, помнишь, что окуляры у него расположены близко, как раз на таком расстоянии, чтобы было удобно приставить к глазам. А вот объективы расставлены гораздо шире, так что луч света, пройдя объектив по прямой, не должен бы попасть в окуляр. Но он попадает, поскольку там внутри установлены еще и призмы, которые изменяют путь его распространения. Впрочем, это не главное их назначение, просто по некоторым причинам, которые я не возьмусь сейчас подробно объяснять, бывает полезно, чтобы луч света в бинокле проделал возможно более длинный путь. Вот он его и проделывает, отражаясь в призмах. Ну, а почему для этой цели используются призмы, а не зеркала, мы, пожалуй, тоже сейчас рассматривать не будем, все это будет довольно долго и сложно.
Я обвожу мальчишек взглядом и предлагаю:
- Ну что, есть еще вопросы или, может быть, проделаем вторую часть опыта? Это будет, наверное, не так зрелищно и красиво, как создать радугу своими руками, но все же научный эксперимент следует доводить до конца. :) Вот здесь в коробке есть еще призмы. Попробуйте проделать обратную операцию. Поймать во вторую призму выходящий из первой радужный луч и подобрать подходящее положение, чтобы на стене получился снова белый свет. Иными словами, соберем наш спектр снова воедино.

Аватара пользователя
Леонид Навицкий
Гимназист
Сообщения: 640
Зарегистрирован: Пн, июл 25, 2011, 2:29

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#56 Сообщение Леонид Навицкий » Ср, ноя 13, 2024, 23:01

Создать радугу самому... Похоже, эта мысль может застрять в Лёнькиной голове надолго. Почему-то про бинокли ему было не так интересно, но... Гущин рассказывал такое, о чём он никогда не слышал. Призмы? Лучи идут не прямо? Надо же... Он был уверен, что там просто линза и всё, а оказывается всё намного сложнее, надо же...

Мальчик закивал в ответ, подтверждая своё желание закончить опыт. Правда услышав, что надо делать, энтузиазм немного притих, всё же первая часть интереснее, но, потом подумал и понял, что не очень понимает куда вообще надо ставить вторую призму и предоставил это Юрке. :D

Аватара пользователя
Юрка
Гимназист
Сообщения: 3338
Зарегистрирован: Пт, июл 23, 2004, 1:08
Откуда: Издалека
Контактная информация:

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#57 Сообщение Юрка » Ср, ноя 13, 2024, 23:31

Юрка испытал легкое разочарование, как всегда, когда ему давали понять, что он еще маленький и не поймет. :( Но даже и он вынужден был признать, что даже из того, что Гущин уже им объяснил, он понял далеко не все. А если дальше все будет еще сложнее... :? Ладно, физика в шестом классе еще только начинается, еще будет время во многом разобраться. :)
Он мысленно махнул рукой, тем более, что Гущин предложил продолжить опыт. Превратить радугу в белый свет? Хм, конечно, это не так интересно, как наоборот, но все же...
Видя, что Лёня не торопится действовать, Юрка взял из коробки одну из призм. Хм... Поймать во вторую призму радужный луч, выходящий из первой. ну, это понятно. Половцев поднес вторую призму к первой, она тоже сверкнула в луче света. Радужное пятно немного сместилось и стало каким-то расплывчатым. Значит, надо, как и в первый раз, крутить призму и искать подходящее положение. :?
"Ужасно интересно всё то, что неизвестно!
Ужасно неизвестно всё то, что интересно!"

Аватара пользователя
Лидия Сергеевна
Завуч
Сообщения: 3172
Зарегистрирован: Ср, янв 25, 2006, 23:23
Контактная информация:

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#58 Сообщение Лидия Сергеевна » Чт, ноя 14, 2024, 2:02

Лидия Сергеевна сидела с расписанием и ломала голову, надо было кого-то поставить на замену, но без согласия она не могла, так что придётся заняться обзвоном, а может быть повезёт и она сможет закрыть вопрос одним звонком. И начать она решила с Гущина.

- Андрей Иванович, - они сегодня виделись, так что здороваться она не стала, - не могли бы вы ко мне зайти, если не очень заняты, то прямо сейчас?
Завуч Гимназии и преподаватель биологии

Аватара пользователя
Андрей Иванович Гущин
Преподаватель астрономии
Сообщения: 343
Зарегистрирован: Пт, окт 29, 2004, 16:26

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#59 Сообщение Андрей Иванович Гущин » Чт, ноя 14, 2024, 9:41

Я наблюдал, как мальчики приступили к делу. Интересно, быстро ли у них получится. Когда ясно представляешь, как должны идти лучи, задача несложная, но вот так, наугад, придется повозиться. Впрочем, с треугольной призмой это не сложно, возможных вариантов расположения не так много. И тут в кармане у меня зазвонил телефон. Я взглянул на экран и ответил:
- Слушаю Вас.
Лидия Сергеевна писал(а): Чт, ноя 14, 2024, 2:02 - Андрей Иванович, - они сегодня виделись, так что здороваться она не стала, - не могли бы вы ко мне зайти, если не очень заняты, то прямо сейчас?
- Хорошо, Лидия Сергеевна, сейчас иду.
Хм... Вообще-то, мальчишек следовало бы выставить за дверь и запереть помещение. Но они так увлеченно возились с призмой и проявляли такой искренний интерес... Да что ж, в конце концов, озорники, конечно, но ведь не шпана какая-нибудь, не кинутся же они громить лаборантскую, едва я выйду. Ничего слишком опасного здесь нет, все слишком хрупкое - в запертых шкафах. Вообще лабораторное оборудование и рассчитано на школьников, сломать здесь что-либо не так-то и просто. Не станем проявлять априорное недоверие.
Я обращаюсь к мальчикам:
- Ребята, мне надо на некоторое время отлучиться. Могу я положиться на вас и оставить вас тут без присмотра?

Аватара пользователя
Леонид Навицкий
Гимназист
Сообщения: 640
Зарегистрирован: Пн, июл 25, 2011, 2:29

Re: Искусство физического эксперимента (приват)

#60 Сообщение Леонид Навицкий » Чт, ноя 14, 2024, 11:40

Самое простое, что пришло Лёньке в голову - это просто повернуть немного подставку и радуга исчезнет, но... задача-то стояла совсем другая, хотя в результате будет одно и то же, ну, по его мнению. Но Юрка уже начал опыт и вроде даже что-то начало получаться, хоть и не совсем полностью. Лёнька хотел было сказать, что надо повернуть призму ещё немного, но отвлёкся на телефон Гущина.
Андрей Иванович Гущин писал(а): Чт, ноя 14, 2024, 9:41 - Ребята, мне надо на некоторое время отлучиться. Могу я положиться на вас и оставить вас тут без присмотра?
- Конечно, - без малейшего сомнения в голосе заявил Навицкий, уж их с Юркой точно можно оставить, тем более вон как у них хорошо получается.

Ответить