A fénnyel való kísérletek, tudnivalók és érdekességek

Felhasznált eszközök:Öveges József: Kisérletek könyve

Lukács Péter Tarján: Tarkabarka fizika

Szőlősi Irén: Fizikai fogalomtár általános és középiskolások számára

Csodák palotai látogatásom

www.csodakpalotaja.hu

A fény: az elektromágneses szinkép látható tartománya. Az ide tartozó hullámok sávja 780 -tól 380nm-ig terjed, ami 3,87^.10¹⁴ –től 8^.10¹⁴ Hz frekvenciának felel meg. A fény egyaránt rendelkezik részecske - és hullámtulajdonságokkal. Legkisebb energiamennyiségnek hordozója a foton.

Az ablaküveg:

Véget ért a tanítás a mai napra! A gyerekek öltözködnek. Ez a fiúknál elég gyorsan megy. Sokkal lassabban készülnek el a nagyobbacska lányok, mert ők – mielött kilépnének az utcára – fésülködni is akarnak. Igen ám de a Petőfi tantermeiben, sem a WC –iben nincs tükör. Nem kell azonban félteni a lányokat! Odarohannak az ablakhoz, kinyitják a belső ablakszárnyat, és addig igazgatják, forgatják, amíg visszatükrözi arcukat, hajukat. Este nem is kell nyitogatni és forgatni az ablakot, mert a megvilágított szobában mindenki meglátja magát benne.

Hogyan lehet az, hogy az ablaküveg hol tükröz, hol nem? Ez a szeszélyesség csak látszólagos, mert az ablaküveg a szobában tartozkodó személy részére mindig tükröz, azaz sima felülete visszaveri a ráeső fénysugarakat. Nappal mégse látjuk a tükörképet, mert az átlátszó üveg a kivűlről jövő fényt is átengedi, és ez sokkal erősebb mint a belső felületről visszaverődő fény, és így érvényesüljön a tükröződés. Este, amikor külső fény nincs, láthatóvá válik tükörképünk az ablakban.

Amikor nappal akarjuk tükörként használni az ablaküveget, úgy kell beállítani, hogy kívülről kevés fényt kapjon, és így érvényesüljön a tükröződés.

Az utcai kirakatüveget általában kívülről, az utcáról nézzük, ezért itt éppen fordított helyzetet tapasztalhatunk. Nappal tükröz, este pedig, amikor bent az üzletben felgyújtják a villanyt, nem látjuk benne magunkat.

Most jöjjön egy kisérlet: (a rajz az saját szerkesztésü, úgyhogy elnézést a kellemetlenségekért) A kisérlet szintén az üveggel ill. a tükörrel kapcsolatos.

Kísérlet. Közönséges, átlátszó üveglapot állítsunk fel (dugóba szorítva) papírlapunkra. Az üveglap elé – néhány centiméter távolságra tőle – szúrjunk le gombostüt (vagy tegyünk oda valamilyen tárgyat, például hátára állított rajzszeget). Ennek halvány képét látjuk az üveglapban mint tükörben.

Szúrjunk a tükörben látott tű (rajzszeg) helyére egy gombostüt úgy, hogy a kép és a kép helyére szúrt tű pontosan fedjék egymást (lásd az ábrán).

Húzunk a tükör alapéle mentén ceruzával egy vonalat, azután távolítsuk el a tükröt.

A kép a síktükör mögött ugyanakkora távolságban jelenik meg, mint amilyen távol van a tükörtől

A papírlapon könnyű lemérni a tárgy és a kép távolságát a vonaltól (tükörtől). Azt látjuk, hogy a kép a síktükör mögött ugyanakkora távolságban jelenik meg, mint amilyen távol van a tükörtől a tárgy.

Szemünk csalódásai

„Majd hiszem, ha látom” – szoktuk mondani, ha hihetetlen dolgot mesélnek. Evvel a kijelentéssel azt is kifejezzük, hogy feltétlenűl megbízunk a látásunkban. Minden úgy van, ahogy látjuk. Pedig nem igazán!

A szem, a látás sokféle tréfát űz velünk. Ilyen jelenségeket már a régi görögök is ismertek, de tanulmányozásuk, okaik keresése csak a múlt század végén kezdődött.

A legegyszerűbb és legfeltünöbb optikai csalódás – így nevezik a látás csalásait – az a jelnenség, hogy egy vonaldarab rövidebbnek látszik, ha a végeit nyillal látjuk el, viszont hosszabnak, ha a végeihez fordított nyilakat rajzolunk.

Ha megmérjük körzővel a két szakaszt, egyenlőnek bizonyúlnak, míg ránézéskor megesküdnénk arra, hogy az alsó hosszabb. Mi az oka ennek a tévedésnek?

Sokáig azzal magyarázták ezt a tévedést, hogy amikor ránézünk ezekre a nyilazott vonalszakaszokra, A rendes nyilakkal ellátott vonalszakasz esetében a szemmozgást ezek a nyilak lezárják, míg a fordított nyilak lehetővé teszik a mozgás némi folytatását. Ma már nem a szemet teszik felelőssé ezekért a huncutságokért, hanem az agyat, amely magyarázza, értelmezi a látottakat.

Hal a medencében

Kísérlet. Egy kartonpapírra (alakja mellékes) rajzoljuk fel az akvárium üvegkádját. A papír másik oldlára egy halat rajzoljunk. – Hozzuk a papirost gyors forgásba: a hal az akváriumban látszik (lásd az ábrán).

Magyarázat: a gyors forgás közben hol az egyik, hol a másik képet látjuk. Ha ez a változás elég gyors (legalább 10 kép másodpercenként), akkor nem látjuk külön – külön az egyes képeket. Az egyik kép benyomása még él bennünk, amikor a másikat is látjuk már.

Megjegyzés: legegyszerűbb módja a papír megpörgetésének az, hogy vékony pálcikát használunk.

A kartonpapír egyik oldalára akváriumot, a másikra halat rajzolunk (vagy madarat és kalítkát). Pörgessük meg a papírt, a hal az akváriumban látszik

A két képet két különálló kartonlapra rajzolunk, és a lapokat összeragasztjuk – közéjük téve a tengelyül szolgáló pálcikát.

Bármilyen más (egymáshoz tartozó) két ábrát is rajzolhatunk, például egy vizszintes és egy függőleges vonalbólkereszt alakul ki; szokásos a ló és a lovas, madár és kalitka.

Az optikai csalódásokra vonatkozólag a csodák palotájában is volt egy két példa.

Mondjuk pl. a legomozi, az nekem kifejezetten tetszett. A többi csodákpalotás kísérletröl, játékról, majd a végén.

Miért fehér a hó?

Fehér, mint a hó – mondja a szólásmondás. Igazán fehér a hó? Vizsgáljuk meg nagyító altt néhány hópelyhet. Átlátszó, apró jégkristályokat látunk, amelyek szabályos hatszög alakban helyezkednek el. Egy – egy jégkristály tehát nem fehér, hanem átlátszó, halmazuk viszont átlátszatlan, fehér.

Ennek a látszólagos ellentmondásnak az oka szintén a fény visszaverődésében keresendő. Csakhogy ez a visszaverődés egészen más, mint ami az ablaküvegen vagy a kaleidoszkóp tükrin történik. A tükör mindig sima felület, amelyről a ráeső fénysugár szabályosan , egyetlen irányban verődik vissza. A hókristályok halmaza viszont a ráeső fénysugarakat. Az ilyen felületen a fénysugár szétszoródik, ezáltal a felület átlátszatlanná válik.

A mindennapi életben sok más hasonló jelenséget tapasztalhatunk. A tojásfehérje átlátszó folyadék, de ha felverjük habbá, átlátszatlan fehér tömeget kapunk. A tojásfehérje egységes felületét apró hólyagocskákká vertük szét, amelyek mind más és más irányban verik vissza a fényt.

Ugyanez az oka annak, hogyha átlátszó üveget összetörünk, átlátszatlan fehér port kapunk. Ugyanilyen átlátszatlan fehér porrá törhetjük a piros üveget is.

Na most egy kis csodák palotája:

Ez a vizesés illuzió nevü kisérlet.

Ez a kisérlet úgy működik, hogy forog az a tányér része, 20 mp-ig kell nézni és utána rá kell nézni valami mozdulatlan tárgyra. És azt fogjuk észrevenni, hogy mozog az a tárgy.

A jelenség magyarázata az agy mozgásérzékelésével van kapcsolatban. Az agyban a mozgást speciális cellák észlelik, ezen cellák a folyamatos mozgás észlelése közben "elfáradnak". Ha a mozgás hirtelen megáll, úgy tûnik, mintha az eredeti mozgás az ellentétes irányba zajlana le. Mikor vonaton utazva látjuk az elsuhanó fákat, a vonat hirtelen fékezése után olyan érzetünk támad, mintha visszafelé mozdulna el az ablakból látható táj.

A jelenség elnevezése Robert Addams brit kémikustól ered, aki a múltszázad elején egy skóciai utazása során lett figyelmes a jelenségre. Egy vízesés hosszas megfigyelése után, a vízesés melletti mozdulatlan szikla úgy tûnt számára mintha fölfelé folyna.

Néhány fogalom a fénnyel kapcsolatban

Fényelektromos hatás – Einstein – féle fényelektromos egyenlet

Fényképezés – A tárgyak képének fényérzékeny felületen fény hatására történő rögzítése. A fénykép előállításának fázisai: előhívás, rögzítés, nagyítás.

Fénykvantum – foton

Fénytan – optika