세상의 복잡성. 집에서 재미있는 신체 경험

세상의 복잡성. 물리적 실험

재미있는 물리학 실험

학교에서 "광학(Optics)"이라는 물리학 분야에 관해서는 빛이 파동 과정이라는 것을 배우게 될 것입니다. 물론 파도 란 무엇입니까 (예 : 물) 잘 알고 있습니다. 그들은 아마도 전자기파에 대해 들었을 것입니다. 결국 누가 TV와 라디오 프로그램이 TV 화면이나 라디오 확성기에서 나오는지 아는 데 관심이 없었기 때문입니다. 질문 : "어떻게 작동합니까?" - "전파의 도움으로"(또는 전자기파)라는 매우 간략한 답변을 받았습니다. 전파는 중앙 텔레비전 방송국이나 라디오 방송국에서 전송되고 텔레비전이나 수신기에서 수신됩니다.

그래서 전자기파가 존재한다는 것을 알고 있습니다. 빛도 전자기파입니다. 그러나 광파의 길이는 전파의 길이보다 훨씬 짧습니다. 그리고 우리가 보는 하얀색은 언뜻보기에 너무 단순하지만 실제로는 매우 복잡합니다. 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라의 일곱 가지 기본 색상으로 구성됩니다. 그리고 이러한 각 색상에는 고유한 파장이 있습니다. XNUMX가지 색상이 모두 존재할 때 인상은 흰색입니다. 때로는 이러한 모든 색상을 개별적으로 볼 수 있습니다. 하늘에서 무지개 형태로 또는 집에서 벽 어딘가에서 거울 가장자리에서 굴절 된 밝은 태양 광선이 밝고 다중을 제공합니다. -색 줄무늬.

이러한 스트립 또는 스펙트럼, 즉 구성 요소 색상으로 분해된 흰색 빔을 관찰하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 오래 재생되는 축음기 레코드에서 밝은 광원을 바라보고 수평으로 잡고 콧대에 대고 누르십시오. 새로운 축음기 레코드는 특히 아름다운 "홍채"를 만들 수 있습니다.

모든 진동과 마찬가지로 광파는 특정 조건에서 더하거나 뺄 수 있습니다. 같은 길이의 파동이 더해지면 빛이 증폭되고, 서로 빼면 빛이 감쇠되거나 아예 사라진다. 이제 우리는 이것을 확인할 것입니다.

실험을 위해서는 상당히 간단한 장치를 만들어야 합니다. 두꺼운 검은색 종이 한 장을 안전 면도날로 XNUMX센티미터로 자릅니다. 매우 좁은 간격으로 밝혀졌습니다. 이것이 우리 장치입니다.

이 슬릿은 광파를 더하고 빼는 능력을 가지고 있습니다. 낮에는 하늘에서 그것을 들여다보십시오. 간격을 따라 많은 검은색 평행 줄무늬를 볼 수 있습니다. 검은 줄무늬 - 빛이 없는 곳. 검은 띠가 있는 틈의 장소에서 광파는 서로를 "먹는" 것처럼 보입니다. 같은 길이의 광파가 서로 빼서 이곳의 빛이 사라 졌다고 말하는 것이 더 정확할 것입니다. 어둠이 형성되었습니다-작은 검은 줄무늬.

이제이 슬릿을 통해 더 밝은 광원, 즉 불타는 전구의 필라멘트를 살펴보십시오 (슬릿을 뜨거운 필라멘트를 따라 가능한 한 멀리 돌립니다). 검은 줄무늬 외에도 전구 필라멘트의 양쪽에 무지개 빛깔의 실이 많이 보입니다. 밝은 부분에서 멀어지면 중앙에서 이 무지개 실이 어두워집니다. 좁은 슬릿은 광파를 더하거나 뺄 수 있고 또한 개별 색상(즉, 파장별로)으로 분류할 수 있습니다.

이러한 실험을 수행하면서 간격의 너비를 조정합니다. 매우 좁아야 합니다. 매우 좁아야 합니다. 이것은 용지의 가장자리를 다른 방향으로 펼치면 쉽게 달성됩니다.

"광학"을 공부하면 좁은 슬릿에서 어떤 일이 일어나는지 더 자세히 알 수 있고 빛을 구성 요소 색상으로 분해할 수 있는 능력이 있는 이유를 알 수 있습니다.

박막은 또한 빛을 무지개의 모든 색으로 분해하는 능력을 가지고 있습니다. 이것은 자연에서 찾을 수 있거나 손으로 만들 수 있는 가장 얇은 필름을 말합니다. 예를 들어, 그들은 거품을 날릴 때 비눗물, 젖은 아스팔트와 웅덩이의 기계 기름 얼룩, 가장 얇은 비늘로 구성된 자개 껍질의 표면에 의해 형성됩니다. 물 표면에 매니큐어 한 방울을 바르면 매우 아름다운 필름을 얻을 수 있습니다. 깨끗한 물을 접시에 붓고 거기에 바니시 한 방울을 떨어 뜨립니다. 물 위에 얇은 층으로 퍼집니다. 철사(직경 약 XNUMX~XNUMX센티미터)로 고리를 만들고 편의를 위해 손잡이도 만듭니다. 링으로 래커 필름을 들어 올리고 약간 기울여 필름을 제거하십시오. 그녀는 잠자리의 날개를 닮은 무지개의 모든 색을 가지고 놀 것입니다. 이러한 필름은 꽤 오랫동안 보관할 수 있습니다.

얇은 필름이나 박편에 떨어지는 백색 광선은 부분적으로 반사되고 부분적으로는 내부 표면으로 깊숙이 들어가 반사됩니다. 이 두 가지 반사는 모두 우리 눈에 들어옵니다. 반사된 두 광선이 서로 약간 다르다는 것이 분명합니다. 서로 다른 경로를 이동했습니다. 경로의 차이는 짐작하셨겠지만 필름 두께의 약 두 배입니다. 빛의 파장과 같은 작은 양을 다룰 때 가장 얇은 막의 두께도 여전히 크고 반사광선의 경로차가 크다는 것이 밝혀졌습니다.

이 두 개의 반사 광선은 어떻게 됩니까? 그들은 합산하거나 오히려 파도가 합산되어 더 이상 흰색 광선의 형태가 아니라 어떤 색의 광선으로 우리 눈에 떨어집니다. 색상은 필름의 두께 (경로 차이 란 무엇입니까) "와이 필름을 보는 각도에 따라 다릅니다. 따라서 필름의 전체 표면이 무지개의 다른 색상으로 반짝이는 것으로 나타났습니다.

삼면체 투명 프리즘 인 프리즘을 사용하여 무지개를 얻는 또 다른 방법이 있습니다. 물론 이 실험에 이상적인 도구는 유리 프리즘일 것입니다. 그러나 집에서 그녀와 비슷한 것을 찾을 가능성은 거의 없습니다. 투명한 삼면체 프리즘은 적절한 도구로 작업한 다음 표면을 샌딩하여 플렉시 유리 조각으로 만들 수도 있습니다. 그러나 모든 사람이 이것을 할 수는 없으므로 다른 경로를 선택할 것입니다. 간단한 재료 인 물에서 투명한 삼면체 프리즘을 만들 것입니다.

작고 저렴한 거울을 가지고 둥글게 할 수 있습니다. 작은 그릇의 바닥에 넣으십시오. 그것에 물을 붓고 기울이고 그 아래에 무언가를 놓습니다. 대야의 물 표면은 거울과 약 25°의 각도를 이루어야 합니다(그림 참조). 이제 광원을 관리해야 합니다. 실험은 어둠 속에서 저녁에 수행하는 것이 가장 좋습니다. 그러면 무지개가 선명하게 보입니다.

빛의 복잡성

예를 들어 사진 작업용 손전등을 광원으로 사용하여 적색광 필터를 판지로 교체하고 판지보다 약간 좁고 너비가 XNUMXcm인 슬릿을 만듭니다. 슬롯이 전구 필라멘트 수준에 있지 않은 것이 중요합니다. 그러한 랜턴이 없으면 빛을 통과시키지 않는 전등 갓이 있는 테이블 램프를 사용할 수도 있습니다. 실험 결과는 서로 다소 다를 수 있으므로 별도로 설명합니다.

손전등을 사용하는 경우 거울이 더 깊이 잠긴 쪽에서 물속의 거울에 있는 슬릿의 빛을 비추십시오(그림 참조). 이제 위에서 거울을 보면 스펙트럼의 밝은 색상이 있는 무지개 빛깔의 띠가 보일 것입니다. 균열에서 나온 빛은 물을 통과하고 굴절되어 거울에 부딪히고 반사되어 유색 광선으로 물을 떠났습니다.

앞에서 언급했듯이 다른 불균질 매질에 들어가는 빛은 그 안에서 굴절됩니다. 그러나 빛은 다른 색상으로 구성되고 각 색상 빔은 고유 한 방식으로 다른 방식으로 굴절되기 때문에 이러한 삼면체 프리즘의 결과로 (우리 경험에서와 같이 유리인지 물인지는 중요하지 않습니다) , 빛은 무지개의 모든 색상으로 분해되어 나옵니다.

테이블 램프로 실험을 수행하면 간격이 없으며 램프 자체가 무지개 토끼를 만들어야합니다. 거울에서 약 XNUMXm 거리에 램프를 잡습니다. 천장은 램프로 켜지지 않고 그늘에 있습니다. 거울의 무지개 반사가 음영 천장에 나타납니다. 램프를 움직이면 화면에서와 같이 천장에서 아름다운 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.

거울과 수면 사이의 다른 각도에서는 무지개가 천장이 아니라 벽에 나타날 수 있습니다. 벽이 벽지로 덮여 있으면 무지개가 치는 곳에 흰 종이를 걸어야 합니다.

이 실험은 낮 동안에 성공적으로 수행할 수 있습니다. 양지 바른 면이 있는 경우 태양 광선을 사용합니다. 창문을 걸어 방에 어둠을 만들 필요가 있습니다. 태양 광선을 위해 창문 중 하나에 간격을 두십시오. 각자의 조건이 다를 수 있으므로 이러한 조건에서 실험을 수행하는 방법에 대해 스스로 생각해야 합니다.

저자: Rabiza F.V.

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커버는 6m x 8m로 큰 차도 커버할 수 있습니다. 동시에 무게는 28kg에 불과하며 특수 가방에 넣어 트렁크 공간을 최소한으로 차지합니다. 자동차 화재가 발생하면 담요로 덮고 바닥에 꼭 맞는지 확인하기만 하면 됩니다.

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