Füüsika kontrolltööks
Valgus liigub sirgelt ja põrkab peeglist tagasi
Siin saad selgeks kõik, mis on õpikus teemades „Valguse levimine ühtlases keskkonnas“ ja „Valguse peegeldumine“. Iga uue sõna saad lahti klõpsata ja iga asja saad ise järele proovida.
Liiguta hiirt või sõrme pildi peal. Sina oled laser!
Kuidas siin õppida
Allajoonitud sõnad, näiteks , saad lahti klõpsata. Siis tuleb lihtne selgitus.
Punase katkendjoonega kastis on Proovi ise ülesanne. Seal saad kohe teada, kas vastus on õige.
Iga tunni lõpus on roheline kast Pean meeles. Need laused on kontrolltöö jaoks kõige tähtsamad.
Sinu teekond
Tund 1
Kuidas valgus liigub?
- Kuidas levib valgus ühtlases keskkonnas?
Valgus liigub alati mingis . Keskkond on aine või ruum, mille sees valgus liigub: õhk, vesi, klaas või ka tühi kosmos.
Füüsikas öeldakse „liigub“ asemel sageli . Need tähendavad sama.
Mis on ühtlane keskkond?
on selline, kus igal pool on sama aine ja selle pisikesed on igal pool ühtmoodi tihedalt koos.
Õpiku näide: maapinna lähedal olev õhk, mis on igal pool sama soe.
Proovi ise: kas keskkond on ühtlane?
Vali iga rea juures „Jah“ või „Ei“.
Valgus liigub sirgelt
Ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.
tähendab: mööda sirget joont, nagu joonlaua äär. Valgus ei keera ise kurvi ega lähe ümber nurga.
Seepärast ei näe sa ümber nurga ja seepärast tekivad varjud!
Kuidas see teada saadi? Varjudest!
Seda teati juba , üle 2000 aasta tagasi. Inimesed uurisid . Kui valgus saaks kõveralt liikuda, kõverduks see eseme taha ja varju ei tekiks.
Eseme vari on esemega alati . See tähendab, et vari on sama kujuga nagu ese. Suurus võib olla erinev.
Vali kuju ja liiguta liugurit. Vaata, mis juhtub varjuga.
Pean meeles
- Ühtlases keskkonnas on igal pool sama aine ja see on igal pool ühtmoodi tihe.
- Ühtlases keskkonnas levib valgus sirgjooneliselt.
- Vari tekib, sest valgus liigub sirgelt ega pääse eseme taha.
- Vari on esemega geomeetriliselt sarnane ehk sama kujuga.
Tund 2
Valguskiir
- Mis on valguskiir?
- Kuidas valgusallika valgus ruumis jaotub?
on asi, mis ise valgust annab: Päike, lamp, küünal, telefoni ekraan.
Valguskiir on joon noolega
Valgust on raske joonistada. Seepärast leppisid füüsikud kokku, et joonistame valgust joonena, millel on nool. Sellist joont nimetatakse .
Valguskiir on joon, millel olev nool näitab valguse levimise suunda. Samuti näitab nool valgusenergia levimise suunda.
: valgus kannab endaga energiat. Seepärast soojendab päike nahka ja taimed saavad valgusest jõudu kasvamiseks.
Kui valgust kujutatakse kiirtega, nimetatakse seda . on lihtsustatud pilt, mis aitab asja mõista.
Miks on lambi lähedal heledam?
Lambist läheb välja palju kiiri igas suunas. Lambi lähedal on kiired tihedalt koos, seal on valge. Kaugemal lähevad kiired üksteisest laiali ehk hõredamaks, seal on valgust vähem.
Liiguta ekraani lambist kaugemale.
Lambist kaugemal jaguneb valguse energia suuremale pinnale. Seepärast on kauged esemed nõrgemini valgustatud kui lähedased.
Kus on valgusallikas?
Üks kiir näitab ainult suunda, kuhu valgus läheb. Allikas võib olla ükskõik kus selle joone peal. Allika leidmiseks on vaja vähemalt kahte kiirt. Valgusallikas on kohas, kust kiired välja tulevad, ehk kohas, kus kiired .
Proovi ise: leia valgusallikas
Siin on näha ainult üks kiir. Vajuta pildil kohta, kus sinu arvates on lamp.
Pean meeles
- Valgusallikas annab ise valgust.
- Valguse levimise suunda näidatakse valguskiire abil. Valguskiir on joon, mille nool näitab, kuhu levib valgus ja valgusenergia.
- Lambist kaugemal jaguneb valgus suuremale pinnale, seepärast on seal hämaram.
- Allika leidmiseks on vaja vähemalt kahte kiirt. Allikas on seal, kus kiired lõikuvad.
Tund 3
Kiirtekimbud
Mitu kiirt koos on , nagu lillekimp, ainult kiirtest. Kimpe on kolme sorti.
Hajuv läheb laiali. Paralleelne läheb kõrvuti. Koonduv läheb kokku.
Proovi ise: mis kimp see on?
Pean meeles
- Hajuv kiirtekimp: kiired lähevad laiali. Tekib valgusallikast (lamp, küünal) ja nõgusläätsest.
- Paralleelne kiirtekimp: kiired lähevad kõrvuti. Tuleb väga kaugelt allikast (Päike) või taskulambist.
- Koonduv kiirtekimp: kiired lähevad kokku. Tehakse optiliste seadmetega (läätsed, peeglid).
Tund 4
Valguse kiirus ja valgusaasta
- Kui suur on valguse kiirus?
Valgus on kõige kiirem asi maailmas.
Õhus ja õhuta ruumis levib valgus kiirusega umbes 300 000 km/s.
Täpne kiirus on 299 792 458 m/s. Meelde jäta ümardatud arv: 300 000 000 m/s ehk 300 000 km/s.
loe: „kilomeetrit sekundis“. See tähendab, et valgus läbib ühe sekundiga 300 000 kilomeetrit.
Kui kiire see on? Vajuta nuppu.
Teistes ainetes on valgus aeglasem
Õhus on valguse kiirus peaaegu sama mis õhuta ruumis. Kõigis teistes keskkondades on valgus aeglasem. Näiteks vees on valguse kiirus 225 000 km/s.
Arvutame: kui kaua tuleb valgus Päikeselt Maale?
See on õpiku ülesanne 2. Maa ja Päikese kaugus on 150 000 000 km.
Aja leidmiseks jaga kiirusega. Valemis: t = s : v. Siin s on vahemaa, v on kiirus ja t on aeg.
- Mis on teada? Vahemaa s = 150 000 000 km. Kiirus v = 300 000 km/s.
- Jagame: t = 150 000 000 : 300 000. Nipp: kriipsuta mõlemast arvust maha 5 nulli. Jääb 1500 : 3 = 500 s.
- Teeme minutiteks: 1 minutis on 60 sekundit. 8 · 60 = 480. 500 − 480 = 20. Seega 500 s = 8 min 20 s.
- Vastus: valgus tuleb Päikeselt Maale umbes 8 minuti ja 20 sekundiga.
Päikesevalgus, mis praegu aknast paistab, hakkas tulema umbes 8 minutit tagasi!
Kui kaugel on Kuu?
See on õpiku ülesanne 3. 21. juulil 1969 viisid USA Apollo 11 astronaudid Kuule . Maalt saadetakse sinna laserikiir. Kiir peegeldub kuupeeglilt tagasi ja jõuab Maale umbes 2,6 sekundi pärast.
Proovi ise: arvuta Kuu kaugus
Kui kaugel on Kuu Maast? Kirjuta vastus kilomeetrites.
- 2,6 s on aeg edasi ja tagasi. Kuuni läheb pool sellest: 2,6 : 2 = 1,3 s.
- Vahemaa = kiirus · aeg. Valemis: s = v · t.
- s = 300 000 km/s · 1,3 s = 390 000 km.
Valgusaasta
on nii kaugel, et kilomeetrites tuleksid hiiglaslikud arvud. Seepärast mõõdetakse nende kaugust .
Valgusaasta on vahemaa, mille valgus levib õhuta ruumis ühe aasta jooksul.
Valgusaasta ei ole aeg! See on vahemaa ehk pikkus. Sõna „aasta“ ajab segadusse.
Üks valgusaasta on umbes 9 460 000 000 000 km ehk ligi 9,5 triljonit kilomeetrit.
Proovi ise: õpiku ülesanne 4
Millise füüsikalise suuruse ühik on valgusaasta?
Pean meeles
- Valguse kiirus õhus ja õhuta ruumis on ligikaudu 300 000 km/s.
- Kõigis teistes keskkondades on valgus aeglasem (vees 225 000 km/s).
- Aeg = vahemaa : kiirus. Vahemaa = kiirus · aeg.
- Kui kiir käib edasi ja tagasi, jaga aeg kahega.
- Valgusaasta on vahemaa, mille valgus levib ühe aasta jooksul. See on pikkuse ühik.
Tund 5
Mis on peegeldumine?
- Kuidas uurida valguse peegeldumist?
Me juba teame, et ühtlases keskkonnas liigub valgus sirgelt. Mis juhtub, kui valguse teele panna , näiteks peegel või paberileht? Valguse suund muutub ja valgus pöördub tagasi samasse keskkonda (õhku). Valgus .
Valguse peegeldumine on nähtus, kus valgus langeb mingile pinnale ja pöördub sealt samasse keskkonda tagasi.
on midagi, mis looduses juhtub ja mida saab vaadelda.
Peegeldumise sõnad
Need sõnad on kontrolltöös kindlasti. Vajuta nupule ja vaata, kus see joonisel on.
kasutatakse füüsikas nurkade tähistamiseks. α loe „alfa“, β loe „beeta“.
Proovi ise: näita joonisel
Vajuta „Alusta“.
Tähelepanu! Nurki mõõdetakse ristsirgest
Kõige sagedasem viga kontrolltöös: nurka mõõdetakse peeglist. Õige on mõõta pinna ristsirge suhtes.
Peegel ja ristsirge on teineteisega risti, nende vahel on 90°. Kui tead nurka kiire ja peegli vahel, siis langemisnurk = 90° − see nurk.
Proovi ise: leia langemisnurk
Pean meeles
- Valguse peegeldumine on nähtus, kus valgus langeb mingile pinnale ja pöördub sealt samasse keskkonda tagasi.
- Langev kiir tuleb peeglile, peegeldunud kiir läheb peeglist ära.
- Pinna ristsirge (pinnanormaal) on peegliga risti ja läbib langemispunkti.
- Langemisnurk α on langeva kiire ja ristsirge vahel. Peegeldumisnurk β on peegeldunud kiire ja ristsirge vahel.
- Nurki mõõdetakse peegelpinna ristsirge suhtes, mitte peeglist.
Tund 6
Peegeldumise seadused
- Millised on valguse peegeldumise seadused?
Teadlased uurisid peegeldumist . Katses kasutatakse , peeglit ja laserit. Kodus saab sama katse teha laseri, , paberilehe ja peegliga.
Katse 1: mõõda nurki ise
Lohista punast nuppu ketta serval. Siis vajuta „Kirjuta tabelisse“.
| Katse | Langemisnurk α | Peegeldumisnurk β |
|---|
Proovi ise: mida tabelist märkad?
Tee enne vähemalt 3 mõõtmist erinevate nurkadega.
2. seadus: valguse peegeldumisnurk on võrdne valguse langemisnurgaga (β = α).
Katse 2: kõik on ühel tasandil
on täiesti tasane pind, nagu lauaplaat või paberileht, mis mõttes ulatub igas suunas lõpmatult kaugele.
Pane paberileht peegliga risti ja suuna laser mööda paberit. Siis on langev kiir ja ristsirge paberi peal. Katse näitab, et ka peegeldunud kiir jookseb mööda sama paberit!
Lohista pilti või liiguta liugurit, et vaadata eri külgedelt.
1. seadus: langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunktist joonestatud pinna ristsirge asetsevad samas tasandis.
Lihtsamalt: kõik kolm joont saab joonistada ühele paberilehele.
Valgus võib minna ka tagurpidi
Kui saata valgus peeglile sealt poolt, kuhu enne läks peegeldunud kiir, siis peegeldub see täpselt sinna, kust enne tuli langev kiir. Seda nimetatakse .
Seepärast pole vahet, kumb nurk on langemisnurk ja kumb peegeldumisnurk.
Pean meeles
- Valguse peegeldumisseadusi on kaks.
- 1) Langev kiir, peegeldunud kiir ja langemispunktist joonestatud pinna ristsirge asetsevad samas tasandis.
- 2) Valguse peegeldumisnurk on võrdne valguse langemisnurgaga (β = α).
- Peegeldumisel on kiirte käik pööratav: valgus võib sama teed minna ka tagasi.
Tund 7
Harjuta peegeldumist
Kontrolltöös tuleb sageli joonistada, kuhu kiir peeglist läheb. Tee iga kord need 3 sammu:
- Joonista langemispunkti ristsirge (katkendjoon, peegliga risti).
- Mõõda langemisnurk α: nurk langeva kiire ja ristsirge vahel.
- Joonista ristsirge teisele poole sama suur nurk. See ongi peegeldunud kiir.
Kui peegel on viltu, on ka ristsirge viltu!
Proovi ise: joonista peegeldunud kiir
Lohista punast nuppu nii, et kiir peegelduks õigesti. Siis vajuta „Kontrolli“.
Laserimäng
Suuna laser nii, et kiir tabaks peegli kaudu tähte. Hall sein ei lase valgust läbi.
Proovi ise: taba tähte
Pean meeles
- Joonista alati kõigepealt ristsirge.
- Mõõda nurki ristsirgest.
- Peegeldunud kiir on ristsirge teisel pool ja sama suure nurga all: β = α.
Tund 8
Mis on seadus?
Sõna tähendab mitut asja. Õpikus on kolm sorti seadusi.
⚖️ Juriidilised seadused
Need mõtlevad välja inimesed. Need sõltuvad sageli inimeste soovist ja neid saab muuta. Näiteks liiklusseadus.
🌍 Loodusseadused
Need kirjeldavad, kuidas loodus alati käitub. Need näitavad looduses toimuvate nähtuste seoseid ja . Inimesed ei saa neid muuta.
🔬 Füüsikaseadused
Need on loodusseadused, mis on kirja pandud füüsika sõnadega. Need näitavad tavaliselt seost. Neid kirjutatakse sageli , näiteks β = α.
Proovi ise: kes selle seaduse tegi?
Vali iga lause juures, kas selle mõtlesid välja inimesed või on see loodusseadus.
Kuidas peegeldumise seadused leiti?
Teadlased tegid seda sammhaaval. Sama moodi uuritakse ka teisi nähtusi.
- : märgati, et kui langemisnurk muutub, muutub ka peegeldumisnurk.
- Katse: uuriti, kuidas langev ja peegeldunud kiir teineteise suhtes paiknevad.
- Mõõtmine: mõõdeti nurki palju kordi ja erinevate nurkadega.
- Seadus: tulemused sõnastati kahe valguse peegeldumisseadusena.
Pean meeles
- Juriidilised seadused mõtlevad välja inimesed ja need sõltuvad inimeste soovist.
- Loodusseadused kirjeldavad looduse nähtuste seoseid. Inimesed ei saa neid muuta.
- Füüsikaseadused on füüsika sõnadega väljendatud loodusseadused. Need näitavad põhjuse ja tagajärje seost ja on sageli valemina.
- Peegeldumise seadused leiti nii: vaatlus, siis katsed ja mõõtmised, siis seadus.
Tund 9
Helkur, valguskaabel ja murdumine
Õpiku III peatükk algab küsimustega. Siin on lühikesed vastused. Täpsemalt õpid neid hiljem.
Natuke ajalugu
Peegeldumist tunti juba antiikajal. Keegi ei tea, kes peegeldumisseaduse esimesena avastas. Sama on valguse . Arvatakse, et uuris murdumist esimesena umbes 300 aastat enne meie ajaarvamist (). Täpse seaduseni ta ei jõudnud. Murdumisseadus pandi kirja alles palju sajandeid hiljem.
Miks lusikas vees katki paistab?
Kui valgus läheb ühest keskkonnast teise, näiteks veest õhku, muudab see suunda. Seda nimetatakse murdumiseks. Seepärast paistavad vees olevad esemed teistsuguse kujuga.
Miks helkur autotulede valguses helgib?
Vali „Tavaline peegel“ või „Helkur“. Lohista autot üles ja alla.
koosneb paljudest väikestest peeglinurkadest. Igas nurgas peegeldub valgus kaks korda ja läheb tagasi täpselt sinna, kust see tuli. Nii jõuab valgus tagasi auto juhi silma ja juht näeb sind.
Kuupeegel töötab samamoodi! Seepärast tuleb laserikiir Kuult tagasi Maale.
Mis on optiline kaabel?
on peenike klaasniit. Valgus peegeldub selle seintelt jälle ja jälle tagasi ega pääse välja. Nii saab valgus liikuda ka mööda kõverat kaablit. Nii liigub näiteks kiire internet.
Pean meeles
- Peegeldumist ja murdumist tunti juba antiikajal. Murdumist uuris arvatavasti esimesena Eukleides umbes 300 a e.m.a.
- Murdumine: valgus muudab suunda, kui läheb ühest keskkonnast teise.
- Helkur saadab valguse tagasi sinna, kust see tuli.
- Valguskaablis peegeldub valgus seintelt ja liigub kaablis edasi.
Kordamiseks
Sõnastik
Kõik selle teema sõnad ühes kohas. Kaartidega õppides näed esmalt ainult sõna. Mõtle, mida see tähendab, ja keera kaart ümber.
Kordamiseks
Proovitöö
Need on sarnased küsimused nagu kontrolltöös. Iga küsimuse juures saad vajutada „Kontrolli“ ja kohe teada, kas vastus on õige. Lõpus vajuta „Vaata tulemust“, siis saad teada, mida veel korrata.