نور و بازتابش آن
بیش تر بدانیم شش
نور صورتي از انرژي تابشي است كه با سرعت 300000 كيلومتر بر ثانيه درفضا سير مي كند.هر سطح صاف و صيقلي كه نور را بازتابش كند آينه است . معمولا آينه از شيشه اي تشكيل شده است كه پشت آن لايه ي نازكي از يك فلز براق (معمولا جيوه ) پوشيده شده است . نوري كه به آينه مي تابد از شيشه ي شفاف عبور مي كند و سپس تقريبا تمامي آن نور به وسيله ي سطح صيقلي پشت شيشه بازتابش مي شود .
آينه ها بر سه نوع هستند :تخت، فرو رفته و بر آمده
آينه هاي تخت : هر گاه جسمي جلوي آينه ي تخت قرار گيرد تصويري از آن در آينه ديده مي شود . نور تابيده شده از جسم به آينه طوري از سطح آن باز تابش مي شودكه گويي از پشت آينه يعني از جايي كه كه تشكيل شده مي آيد . تصوير در آينه ي تخت داراي ويژگي هاي زير است :
1. اندازه ي تصوير با اندازه ي جسم برابر است .
2. تصوير مجازي است ؛ يعني در پشت آينه تشكيل مي شود .
3. تصوير برگردان جانبي است ؛ يعني چپ و راست آن بر عكس جسم است .
4. فاصله ي جسم تا آينه با فاصله ي تصوير تا آينه برابر است .
5. تصوير جسم مستقيم است .
تصویر یک جسم در آینه، مانند همان جسم است.
کاربرد : در آرایشگاه ها ، چشم زیر دریایی ، زیبابین و .
آزمایش اندازه ی فاصله ی تصویر در آینه های تخت(با خود جسم و آینه)
وسيله هاي آزمايش : شيشه - دو قوطي کبريت - چسب - مقوا - شمع ٢ عدد.
١- يک شيشه را مطابق شکل روي ميز نصب کنيد. (براي اين کار مي توانيد دو قوطي کبريت خالي را به فاصله اي برابر ضخامت شيشه روي قطعه اي مقوا چسبانده و شيشه را بين آنها قرار دهيد و مقوا را روي ميز بگذاريد).
٢- دو شمع مشابه را در طرفين شيشه روي ميز نصب کنيد و پس از آنکه يکي از شمع ها را روشن کرديد، از طرف شمع روشن به شيشه نگاه کنيد.
٣- شمع خاموش و تصوير شمع روشن را در شيشه خواهيد ديد.
٤- در همين حال شمع روشن را جابه جا کنيد، با اين کار، تصوير آن نيز جابه جا خواهد شد. اين کار را آنقدر ادامه دهيد که تصوير شمع روشن بر شمع خاموش منطبق شود. در اين صورت در شيشه فقط يک شمع و آن هم روشن ديده مي شود.
٥- فاصله ي شمع روشن و شمع خاموش را تا شيشه اندازه بگيريد. آيا فاصله هاي آنها يکسان است؟
٦- اگر شمع روشن را قدري به شيشه نزديک يا از آن دور کنيد، براي اينکه در شيشه فقط يک شمع و آن هم روشن ديده شود، چه بايد کرد؟ از اين آزمايش چه نتيجه اي مي گيريد؟
جواب1 تا 5: از مقايسه فاصله شمع روشن و شمع خاموش معلوم مي شود با هم برابرند.
6- اگر شمع روشن را قدري به شيشه نزديك يا از آن دور كنيم، بايد شمع خاموش را نيز به همان اندازه جابه جا كنيم تا بر تصوير شمع روشن منطبق شود.
از اين آزمايش نتيجه مي شود در آينه تخت فاصله جسم تا آينه برابر فاصله تصوير آن تا آينه است.
آينه هاي برآمده يا محدب :تصوير جسم در اين آينه ها مجازي ، مستقيم و كوچك تر از اندازه ي اصلي ديده مي شود ، اما حوزه ي ديد در آن ها ، وسيع تر است . از اين آينه ها در اتو مبيل ها ، سر پيچ جاده ها و ... استفاده مي شود .
کاربرد : آینه بغل ماشین ها ، سرپیچ جاده ها
آينه هاي فرو رفته يا مقعر :سطح اين آينه ها رو به داخل ، فرو رفته است . از اين آينه ها ، در كوره ي آفتابي ، پروژکتور ها و پشت لامپ چراغ های اتومبیل وسینی جلوی بخاری برقی استفاده مي شود . چگونگي تشكيل تصوير در آينه ي فرو رفته بستگي به فاصله ي جسم تا آينه دارد . اگر جسم در فاصله ي كانوني قرار داشته باشد ، تصوير آن مجازي ( پشت آينه )، مستقيم و بزرگ تر خواهد بود . در موارد ديگر ، تصوير حقيقي و وارونه است . ( تصوير حقيقي تصويري است كه در بيرون از آينه تشكيل شود
کاربرد : در داخل چراغ های اتو مبیل ، در دندان پزشکی ها و ...
براي ديدن جسمي كه از خود نوري ندارد سه شرط لازم است .
1. منبع نور وجود داشته باشد .
2. نور ، از منبع نور به جسم بتابد .
3. نور پس از تابيدن به جسم بازتابش كند و به چشم برسد .
هر گاه يك دسته پرتوي نور ، موازي به سطحي صاف و صيقلي بتابد ، به طور موازي نيز پرتاب مي شود . اين نوع بازتابش را منظم مي گويند .مانند آينه
امّا اگر سطح جسم صاف و صيقلي نباشد ، نور به طور نامنظم باز تابش مي شود .صافي ،زبري و رنگ اجسام در باز تابش نور موثر است.
/**/
پریسکوپ از دو آینه ی موازی تشکیل شده است که برای دیدن اجسام در سطح بالاتر دید افراد مثل زیر دریایی و جبهه های جنگ استفاده می شود .
از یک پاکت شیر استفاده کنید و یا یک جعبه مقوائی و یا چوبی در همان ابعاد بسازید.
سوراخی را در یک طرف بدنه جعبه و نزدیک سر آن در آورید . همچنین سوراخ مشابه دیگری در قسمت پشت جعبه و نزدیک ته آن با همان فاصله ایجاد نمایید . دو آینه جیبی را به موازات یکدیگر با زاویه شیب 45 درجه مطابق شکل قرار دهید و در مکانهای خود بچسبانید .
جعبه را در نزدیکی چشم خود بصورت قائم نگه دارید و از درون سوراخ پایین نگاه کنید . اکنون بروید در یک گوشه ای و جعبه را طوری نگه دارید که یکی از سوراخها رو به بیرون باشد . از سوراخ دیگر نگاه کنید ، چه چیزی می بینید ؟
مشاهده خواهید کرد :
چیزهایی که در بالای سر شما و روبروی طرف دیگر جعبه قرار دارد را می توانید ببینید . بعلاوه ، گوشه و کناره های اطراف را هم می توانید نگاه کنید .
توضیح :
نور به وسیله آینه بالایی پریسکوپ به آینه پایینی آن منعکس می گردد . جسمی که در میدان دید سوراخ بالایی قرار داشته باشد می تواند از طریق سوراخ پایینی دیده شود .
پریسکوپ در زیر دریائی جهت دیدن بالای آب مورد استفاده قرار می گیرد . در بعضی از نقاط دنیا تئاتر ها مجهز به پریسکوپ می باشند به طوری که اگر در آنجا افراد قد بلندتری از شما نشسته باشند باز می توانید صحنه را ببینید .
هر چه زاویه ی بین دو آینه ی تخت را کم کنیم ، تعداد تصاویر بیش تر می شود.زیبابین از سه آینه ی تخت هم اندازه و به هم چسبیده درست شده است .
برای استفاده از انرژی گرمایی خورشید ، کوره ی آفتابی راکه یک آینه ی فرو رفته است می سازند.وقتی نور خورشید به آینه ی فرو رفته برخورد می کند ، پس از باز تابش ، همه ی نور در یک نقطه جمع می شود و در آن نقطه گرمای زیادی به وجود می آید ، که رایگان است و محیط زیست را نیز آلوده نمی کند. پرتو نورهای تابیده شده نسبت به محور اصلی در بازتاب تقارن آینهای دارند. پرتو نورهایی که موازی محور اصلی بتابد حتما بازتاب آنها از کانون میگذرد (کانون اصلی) ، پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است. پس اگر منبع آب در آن نقطه قرار داده شود آب در اثر انرژی دریافتی از خورشید بسیار گرم خواهد شد و این اساس یک کوره آفتابی است.
نمونه کوچک و قدیمی کوره آفتابی ذرهبین است که از شیشه محدب یا حتی یخ تراشیده شفاف ساخته میشد. امروزه از اجسام آینهای با توجه به ویژگی ساختمانی گفته شده برای تولید آب گرم منازل در ابعاد محدود در پشت بام ها و در ابعاد بزرگتر ساختمان بلند که نمای بیرونی آن به شکل کاو طراحی شده و در نمای جلویی آن از شیشههای رفلکس و آینهای برای بازتاب نور استفاده میشود، بطوری که بازتابها در یک نقطه در مقابل یعنی کانون جمع میشوند.
در کانون یک منبع آب قرار میدهند و با لوله کشی هایی به توربین تولید برق وصل میکنند، با توجه به ابعاد ساختمان انرژی گرمایی دریافتی فوق العاده بالاست و بخار آب تولید شده با جریان شدید در لولهها به توربین رسیده و باعث چرخش آن و تولید برق ارزان قیمت در چنین مجموعه نیروگاهی برق - آبی میگردد.
با توجه به پیشرفت صنعتی ، نیاز روز افزون به انرژی ، گرانی ، محدودیت منابع ، ناوگان حمل و نقل ، آلودگی های زیست محیطی برخی منابع انرژی مثل سوخت های فسیلی ، پسماندها و ... . استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع سالم و تجدید پذیر انرژی در زمین راه کار مناسبی برای منازل در جهت کاهش هزینه و آلودگی و ... باشد، بویژه که برخی مناطق به دلیل صعب العبور بودن و هزینه انتقال و تلفات انرژی بالایی دارند.
برای افزایش بهرهوری در استفاده از بشقاب ها و نیروگاه ها میتوان موارد زیر را در نظر گرفت. موقعیت جغرافیایی ، اقلیمی ، ویژگی های آب و هوا با توجه به آفتابی بودن ، طول روز مسیر ظاهری حرکت خورشید در آسمان از طلوع تا غروب و با استفاده از منابع اطلاعاتی در این مورد میتوان اطلاعات لازم را بدست آورد.
استفاده از مواد مناسب و طراحی آنها در جهت افزایش نسبت بازتاب به نور تابشی و همچنین برنامه رایانهای و یک موتور برای چرخاندن دستگاه و مجموعه برای افزایش کارایی توصیه میشود، طوری که بشقاب و مجموعه همواره مسیر حرکت خورشید را تعقیب کرده و متناسب با آن بچرخد. در برنامه رایانهای استفاده از روش و نمودار رویدات و سلرز - مدار میل خورشید بر حسب عرض جغرافیایی ، انرژی رسیده به سطح و توان جذب و بازتاب سطح در منبع فوق سودمند است.
پرسش های بخش 6
پرسش های چهارگزینه ای:
پاسخ صحیح را با × مشخص کنید:
1- در کدامیک از مکان های زیر آینه بر آمده استفاده می کنند؟
خیاطی سرپیچ های جاده ها
آرایشگاه ها کوره آفتابی
2 - کدامیک از موارد زیر در بازتابش نور مؤثر نیست؟
صافی اجسام رنگ اجسام
زبری اجسام کلفتی اجسام
3 - در کدامیک از مواد زیر نور عبور نمی کند؟
هوا شیشه
آب آینه
4- در پریسکوپ از چه آینه ای استفاده می شود؟
تخت برآمده
فرورفته کروی
5- هر قدر زاویه بین دو آینه را بازتر کنیم تعداد تصویرها ….... می شود.
بیشتر تفاوتی ندارد
کمتر بزرگ تر
6 - کوره آفتابی به چه منظور ساخته می شود؟
برای گرم کردم محیط برای بهتر دیدن خورشید
برای تفریح و سرگرمی برای استفاده از انرژی گرمایی خورشید
پرسش های تشریحی:
به پرسش های زیر پاسخ کامل دهید:
1- نور چیست؟ و چه خواصی دارد؟
یک نوع انرژی است که حرکت می کند و موجب دیدن اجسام می شود.
2- بازتابش نور چیست؟
وقتی نور به جسمی برخورد می کند و برگشت پیدا می کند، به این پدیده بازتابش نور
می گوئیم. مانند نور خورشید و نور چراغ قوه که اگر با آینه برخورد کند
بازتابش پیدا می کند
3- چه اجسامی پس از بازتابش نور، تصویر تولید می کنند؟
اجسامی که سطح آنها صاف است مثل آینه و فلزات براق. در آب و شیشه هم تصویر ایجاد می شود.
4- جسمی در فاصله 20 سانتی متری آینه قرار دارد. فاصله جسم تا تصویر چقدر است؟
فاصله جسم تا تصویر دو برابر فاصله جسم تا آینه است یعنی 40 سانتی متر.
5- وقتی آینه به صورت فرو رفته باشد، چه تغییری می کند؟
تصویر بزرگ تر می شود.
6- برای چه کارهایی از آینه فرو رفته استفاده می شود؟
وقتی بخواهند تصویر را بزرگ تر نشان دهند مثل عمل جراحی.
7- برای افزایش نور و گرما از چه نوع آینه ای استفاده می کنیم؟
آینه فرو رفته.
8- برای آنکه جسمی دیده شود چه شرایطی لازم است؟
- چشم سالم - نور باشد - باز تابش نور از آن جسم به چشم ما برسد.
9- در گذشته انسان ها چگونه تصویر خود را می دیدند؟
در سنگ های صاف و صیقلی وآب
حمیدزاده
من یک معلمم.
