جواب فعالیت های فصل ۱۴ علوم هشتم؛ نور و ویژگی های آن – صفحه ۱۲۳ تا ۱۳۵

۴ـ در مکانی نسبتاً تاریک، چراغ قوه را مطابق شکل ب در لبهٔ میز نگه دارید و آن را روشن کنید. باریکهٔ نور بر سطح میز تشکیل می‌شود.

وقتی سوراخ‌ها در یک خط راست باشند، نور از هر سه سوراخ عبور می‌کند و دیده می‌شود. اگر یکی از مقواها را کمی جابه‌جا کنیم تا سوراخ آن از راستای دو سوراخ دیگر خارج شود، نور دیگر از سوراخ آخر عبور نمی‌کند.

نتیجه: این آزمایش نشان می‌دهد نور در خط راست منتشر می‌شود.

دوربین را به سمت یک جسم روشن یا منظره بگیرید. نور نقاط مختلف جسم پس از عبور از روزنه در مسیر مستقیم حرکت می‌کند و روی کاغذ پوستی تصویر ایجاد می‌کند.

نتیجه: تصویر تشکیل‌شده روی صفحه وارونه است. علت وارونه شدن تصویر این است که پرتوهای نور از نقاط مختلف جسم، پس از عبور از روزنه در مسیر مستقیم به بخش مقابل صفحه می‌رسند.

ب) از پشت یک تکه مقوا، یک ورقهٔ شیشه‌ای تمیز و یک کاغذ پوستی به یک شمع یا لامپ روشن نگاه، و نتیجه را به کلاس درس گزارش کنید.

اندازه سایه می‌تواند با تغییر فاصله چشمه نور، جسم و پرده تغییر کند، اما شکل کلی آن متناسب با شکل جسم باقی می‌ماند.

پاسخ ب:
مقوا: نور از آن عبور نمی‌کند و جسم کدر است.
شیشه تمیز: بیشتر نور از آن عبور می‌کند و جسم شفاف است.
کاغذ پوستی: تنها بخشی از نور را عبور می‌دهد و اجسام پشت آن واضح دیده نمی‌شوند؛ بنابراین جسم نیم‌شفاف است.

اگر چشمه نور گسترده باشد، علاوه بر سایه کامل، در اطراف آن ناحیه‌ای کم‌نورتر به نام نیم‌سایه نیز تشکیل می‌شود.

بنابراین تشکیل سایه یکی از شواهد انتشار نور در خط راست است.

در خورشیدگرفتگی، سایه ماه تنها روی بخش نسبتاً کوچکی از سطح زمین می‌افتد؛ بنابراین فقط افرادی که در همان منطقه قرار دارند خورشیدگرفتگی را می‌بینند.

اما هنگام ماه‌گرفتگی، زمین بین خورشید و ماه قرار می‌گیرد و ماه وارد سایه زمین می‌شود. تقریباً همه افرادی که در آن زمان در نیم‌کره شب زمین قرار دارند و ماه برایشان قابل مشاهده است، می‌توانند ماه‌گرفتگی را ببینند.

برای نمایش خورشیدگرفتگی: توپ را بین لامپ و کره قرار دهید؛ به‌طوری‌که هر سه تقریباً در یک راستا باشند. سایه توپ روی بخشی از کره می‌افتد. این وضعیت مدل خورشیدگرفتگی یا کسوف است.

برای نمایش ماه‌گرفتگی: کره جغرافیایی را بین لامپ و توپ قرار دهید؛ به‌طوری‌که سایه کره روی توپ بیفتد. این وضعیت مدل ماه‌گرفتگی یا خسوف است.

سطح دیوار در مقیاس کوچک ناهموار است؛ بنابراین نور را در جهت‌های مختلف پخش می‌کند و بازتاب نامنظم ایجاد می‌شود.

در پوش‌برگ صاف نیز بازتاب منظم‌تر است؛ اما وقتی پوش‌برگ چروکیده باشد، قسمت‌های مختلف سطح جهت‌های متفاوتی دارند و نور در جهت‌های گوناگون بازتاب می‌شود.

نتیجه: سطح صاف بازتاب منظم و سطح ناهموار بازتاب نامنظم ایجاد می‌کند.

۴ـ آزمایش را به ازای چند زاویهٔ تابش دیگر (مثلاً ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درجه) تکرار کنید و نتیجه را در گروه خود به بحث بگذارید.

قانون بازتاب نور:
i = r

یعنی زاویه تابش = زاویه بازتاب. توجه کنید که هر دو زاویه نسبت به خط عمود بر سطح آینه اندازه‌گیری می‌شوند.

در شکل‌هایی که زاویه پرتو با سطح آینه نشان داده شده است:

زاویه ۸۰ درجه با سطح آینه: زاویه تابش با خط عمود ۱۰ درجه است؛ پس زاویه بازتاب نیز ۱۰ درجه خواهد بود.

زاویه ۹۰ درجه با سطح آینه: پرتو عمود بر آینه می‌تابد و از همان مسیر بازمی‌گردد.

زاویه ۷۵ درجه با سطح آینه: زاویه تابش با خط عمود ۱۵ درجه است؛ پس زاویه بازتاب نیز ۱۵ درجه خواهد بود.

مغز ما پرتوهای بازتاب‌شده را در امتداد خط راست به پشت آینه نسبت می‌دهد؛ به همین دلیل به نظر می‌رسد نور از نقطه‌ای در پشت آینه آمده است.

بنابراین در پشت آینه تصویری دیده می‌شود که در واقع پرتوهای نور در آنجا به یکدیگر نرسیده‌اند؛ به چنین تصویری تصویر مجازی گفته می‌شود.

از روبه‌رو به تصویر شمع روشن در شیشه نگاه کنید و شمع دوم را آن‌قدر جابه‌جا کنید تا دقیقاً با تصویر شمع اول منطبق شود.

سپس فاصله شمع روشن تا شیشه و فاصله شمع دوم تا شیشه را با خط‌کش اندازه بگیرید.

نتیجه: دو فاصله تقریباً برابرند؛ پس فاصله جسم از آینه تخت با فاصله تصویر از آینه برابر است.

پس از چند بار بازتاب، پرتوهای نور به چشم ناظر می‌رسند؟ یک کاربرد پیرابین را نام ببرید.

نور ابتدا از آینه بالایی بازتاب می‌شود و به سمت آینه پایینی می‌رود؛ سپس بار دوم از آینه پایینی بازتاب می‌شود و وارد چشم ناظر می‌شود.

کاربرد پیرابین: برای مشاهده اجسام پشت مانع، از جمله در زیردریایی‌ها و بعضی سنگرهای دیده‌بانی استفاده می‌شود.

۳ــ صفحه کاغذ را به آرامی حرکت دهید تا لکهٔ نورانی تشکیل شده روی صفحهٔ کاغذ، به بیشترین درخشندگی و کوچکترین اندازهٔ ممکن برسد. در این حالت تصویر حقیقی خورشید روی سطح کاغذ و در کانون آینهٔ کاو تشکیل شده است.

وقتی لکه نور روی کاغذ کوچک‌ترین اندازه و بیشترین درخشندگی را دارد، صفحه تقریباً در محل کانون قرار گرفته است.

۴ــ ویژگی‌های تصویر را در مقایسه با جسم بنویسید.

اندازه تصویر به فاصله شمع از آینه بستگی دارد؛ بنابراین در موقعیت‌های مختلف ممکن است تصویر بزرگ‌تر، هم‌اندازه یا کوچک‌تر از جسم تشکیل شود.

در این آزمایش باید اندازه تصویر دیده‌شده روی پرده را با اندازه واقعی شمع مقایسه و نتیجه مشاهده خود را ثبت کنید.

نکته: تفاوت مهم تصویر حقیقی با تصویر مجازی این است که تصویر حقیقی را می‌توان روی پرده تشکیل داد، اما تصویر مجازی را نمی‌توان روی پرده انداخت.

تصویر در آینه‌های کوژ، همواره مستقیم، ……… از جسم و ……… است.

به همین دلیل از آن در آینه وسایل نقلیه، پیچ‌های جاده و فروشگاه‌ها استفاده می‌شود تا ناحیه بیشتری دیده شود و نقاط پنهان یا خارج از دید کاهش پیدا کنند.

تصویر اجسام در این آینه مستقیم، کوچک‌تر و مجازی است و کوچک‌تر شدن تصویر امکان نمایش محدوده وسیع‌تری از محیط را فراهم می‌کند.