Quang học không có quang học

41

A. Dozorov

Quang học không có quang học

Trong số mới nhất của tạp chí của chúng tôi, chúng tôi khuyên bạn nên kiểm tra qua các thử nghiệm xem bạn có hiểu rõ về ống kính này hay không. Bây giờ chúng tôi mời bạn thử thêm một vài thí nghiệm về quang học nhưng không có dụng cụ quang học đặc biệt.

1. Lấy giấy gói kẹo sôcôla ở giữa. Làm phẳng nó và chọc một lớp bọc nhỏ qua nó. Thông qua cách gói này, đặt nó càng gần mắt càng tốt, hãy nhìn vào một số văn bản được chiếu sáng rực rỡ, cũng được đặt gần mắt. Bạn có thể nhìn thấy các chữ cái được phóng to rất nhiều không? Hóa ra không chỉ có ống kính mới có thể phóng đại!

Bạn nhìn thấy hình ảnh nào của bức thư - thẳng hay ngược? Có vẻ như chữ cái phải lộn ngược (xem Hình 1) - trên võng mạc, tất cả các hình ảnh luôn xuất hiện lộn ngược. Nhưng bộ não của chúng ta “biết” về điều này và đã “quen” với nó: chúng ta nhìn nhận các đồ vật xung quanh mình theo chiều ngược lại.

Trong giấy mờ đục, xuyên qua bọc bằng kim. Trong một căn phòng tối, trước khi từ chối, hãy thắp một ngọn nến, và ở phía bên kia của lời từ chối, đặt một tờ giấy trắng - một tấm bình phong. Trên màn hình bạn sẽ thấy hình ảnh đảo ngược rõ ràng của ngọn nến. Thiết bị đơn giản này là một mẫu của cái gọi là camera obscura (máy ảnh quan sát), đã được sử dụng từ thời cổ đại để thu được nhiều hình ảnh khác nhau. Camera obscura là loại camera đơn giản nhất.

2. Việc não thực sự “đảo ngược” hình ảnh của một vật thể có thể được xác minh bằng một thí nghiệm đơn giản như vậy. Giữa phần từ chối của giấy bạc (ở mảnh giấy ở giữa) và mắt, đặt một vật nhỏ - đầu bút chì hoặc đầu kim. Ánh sáng từ chối tạo ra ảnh ngược của vật trên võng mạc (Hình 2). Và bộ não “theo quán tính” sẽ lật ngược hình ảnh này.

3. Di chuyển giấy bạc ra xa mắt 20 cm và nhìn qua

42

lỗ đến nguồn sáng đủ sáng. Chỉ cần cẩn thận để không làm căng mắt quá mức. Bạn sẽ thấy những tia sáng phát ra từ cái lỗ và xung quanh cái lỗ - những vòng tròn được sơn đủ màu sắc của cầu vồng. Làm thế nào điều này có thể được giải thích?

Hóa ra ánh sáng, giống như sóng trên mặt nước, có thể bẻ cong các chướng ngại vật gặp phải trên đường đi của nó.

Hãy nói một chút về sóng trên mặt nước. Như bạn đã biết, sóng lớn và sóng nhỏ uốn quanh chướng ngại vật một cách khác nhau. Ví dụ, nếu một vật như vậy nhô lên khỏi mặt nước, thì các sóng nhỏ (gợn sóng) sẽ tạo thành một “bóng” (vùng mặt nước tĩnh lặng) đáng chú ý phía sau bàn. Sóng lớn không tạo ra “bóng” trong thực tế; họ uốn cong xung quanh chướng ngại vật tốt.

Sóng “nhỏ” và “lớn” có nghĩa là gì? Tại sao họ cư xử khác nhau khi gặp trở ngại? Có một thứ gọi là bước sóng. Đây là khoảng cách giữa hai đỉnh (hoặc góc quay) liền kề của sóng. Vì vậy, sóng nhỏ có bước sóng ngắn hơn nhiều so với sóng lớn. Và bước sóng càng dài (so với vật cản) thì sóng uốn cong quanh vật cản càng mạnh.

Điều tương tự cũng xảy ra với sóng ánh sáng: nếu có chướng ngại vật trên đường đi của ánh sáng, ánh sáng sẽ uốn cong xung quanh nó. Đó là lý do tại sao bạn nhìn thấy một chùm ánh sáng phát ra từ lỗ trên giấy bạc.

Những chiếc nhẫn nhiều màu xuất hiện như thế nào? Vấn đề là ánh sáng trắng bao gồm các tia có màu sắc khác nhau. Theo Newton, người ta thường phân biệt bảy màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím. Mỗi màu có bước sóng ánh sáng riêng. Bước sóng dài nhất dành cho ánh sáng đỏ (≈ 7·10⁻⁷ m), và bước sóng ngắn nhất dành cho ánh sáng tím (≈ 4·10⁻⁷ m). Bây giờ mọi thứ đã rõ ràng với bạn, phải không?

4. Sử dụng lưỡi dao cạo an toàn để cắt một khe hẹp trên giấy bạc: dùng dao cạo cắt dọc theo giấy bạc. Di chuyển khe cách xa mắt bạn 10 cm và nhìn qua cửa sổ. Bạn sẽ thấy một số sọc đen song song với vết nứt. Nếu như

Chúng rất khó nhìn thấy, đừng buồn. Chỉ là khoảng cách của bạn quá rộng. Làm phẳng giấy bạc có khoảng trống - khoảng cách sẽ trở nên hẹp hơn và hình ảnh sẽ đẹp hơn. Nếu điều này không hiệu quả, hãy chạy lại lưỡi dao trên giấy bạc.

Khi bạn đã có một khe tốt, hãy nhìn qua nó (đưa khe về phía mắt bạn) vào chiếc đèn bàn có kính trong hoặc - hãy cẩn thận! - tới Mặt trời. Nhìn ngay bên dưới nguồn sáng. Bạn thấy đấy, hai cột ánh sáng đã xuất hiện vuông góc với khe, trên đó có thể nhìn thấy những sọc cầu vồng rực rỡ. Nếu khe được cắt thành công thì có rất nhiều kệ và màu sắc của chúng có chiều sâu và phong phú. Hãy chú ý đến vị trí của bàn chải.

Cả hai thí nghiệm, giống như thí nghiệm trước, đều được giải thích bằng sóng ánh sáng uốn quanh mép của khe.

Một đường rạch rất tốt có thể được tạo ra từ một lưỡi dao cạo an toàn. Từ giấy dày, bạn cần cắt ra hai hình chữ nhật lớn hơn lưỡi dao một chút, và phần giữa của hình chữ nhật cũng cần được cắt ra. Chèn lưỡi dao gãy làm đôi vào khung này để nó luôn sắc bén