dlaczego Ânieg jest bia-y.doc

Dlaczego, gdy patrzy się na lusterko, to widzi się siebie?
Co się dzieje w lusterku?

Światło rozchodzi się po liniach prostych. Łatwo możesz to sprawdzić (potrzebne będzie hinduskie kadzidełko).

Wykonaj następujące doświadczenie:
W ciemnym pokoju postaw latarkę, która daje wąski snop światła, tak żeby świeciła na kartkę czarnego papieru z otworkiem. A teraz za otworkiem ustaw kopcące hinduskie kadzidełko. W ten sposób zaobserwujesz, jak biegną promienie światła w powietrzu. Światło odbija się od lustra pod takim samym kątem, pod jakim na nie upadło.
Sprawdź to: ustaw lusterko (np. kieszonkowe) tak, aby wąski promień obserwowany przez Ciebie na nie padał. Poruszaj lusterkiem, aby zmieniał się kąt, pod którym światło pada na lustro.

Po wykonaniu takich doświadczeń możesz już zrozumieć, jak działa lustro. Popatrz na rysunek.


Promienie wychodzące ze świecącej żarówki Z odbijają się od lustra i biegną tak, jakby wszystkie wychodziły z punktu Z', znajdującego się za lustrem. Naprawdę tam nic nie ma, ale człowiekowi wydaje się, że jest tam druga żarówka. Tak samo widzimy "za lustrem" swoją twarz, czy jakiekolwiek inne przedmioty.

Czy to prawda, że światło nadaje kolor wszystkiemu co jest na świecie: drzewom, wodzie, kwiatom?

Sprawa koloru jest dość skomplikowana i nie da się dokładnie opisać w krótkim liście. Bardzo upraszczając można powiedzieć tak:
Oko działa jak aparat fotograficzny. Zamiast kliszy ma jednak specjalne światłoczułe komórki. Jeżeli taka komórka nie jest oświetlona, nie wysyła do mózgu żadnych sygnałów. Jeżeli ją oświetlić, po nerwach zaczynają biec sygnały, tym częstsze, im światło jest silniejsze (komórka "krzyczy" do mózgu "widzę, widzę, widzę" tym częściej im światło jest mocniejsze). Poza tym trzeba wiedzieć, że komórek tych są trzy rodzaje. Jedne najsilniej reagują na światło czerwone, drugie na zielone, trzecie na fioletowe. Jeżeli więc na oko pada światło czerwone, komórki "od światła czerwonego" wysyłają sygnały często, a komórki "od zielonego i fioletowego" - prawie wcale. Podobnie, jeżeli na oko pada światło fioletowe "krzyczą" tylko komórki "od fioletowego", a pozostałe milczą. Jeżeli jednak na oko padnie światło żółte, które w tęczy jest pomiędzy czerwienią i zielenią, wtedy sygnały wysyłają i komórki "od czerwieni" i komórki "od zieleni". Mózg dostaje sygnały od dwóch rodzajów komórek naraz i po tym poznaje, że światło jest żółte.

To co widzi oko zależy od dwóch rzeczy. Od tego, jakie są przedmioty i od tego, jakim światłem są oświetlone. Możesz łatwo sprawdzić, że ta sama niebieska sukienka ma inny "odcień" przy świetle dziennym, przy żarówce i przy świetlówce. A więc widać, że barwa zależy od użytego światła. Jeżeli światła by w ogóle nie było, to nie widzielibyśmy żadnej barwy. Mogą jednak istnieć takie rodzaje światła, które pozwalają na widzenie, ale w których nie można rozróżniać barw. Wykonaj następujące doświadczenie:
Wytnij kilka kawałków tej samej wielkości z różnych kolorowych papierów i potasuj je, nie patrząc w jakiej kolejności się ułożyły. Wieczorem zapal w kuchni gaz, posyp palnik solą, żeby świecił mocnym żółtym światłem. Zgaś lampę i tylko w świetle palnika postaraj się poznać, jakie są kolory Twoich kawałków papieru. Włącz światło i zobacz, jak Ci się udało.

Jeżeli właściwości światła Cię zaciekawią, spróbuj znaleźć w bibliotece książkę W. Bułata Zjawiska optyczne w przyrodzie. Jest w niej bardzo wiele interesujących wiadomości, między innymi także o barwach.

Bardzo mnie ciekawi, dlaczego śnieg jest biały?!

Pytasz mnie, dlaczego śnieg jest biały. Żeby na to pytanie odpowiedzieć, trzeba najpierw powiedzieć o czymś bardziej podstawowym.
Białe światło słoneczne jest naprawdę mieszaniną świateł o różnych kolorach: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego i fioletowego. Odkrył to już Newton - ten sam, który sformułował zasady mechaniki.

Różne ciała są kolorowe dlatego, że część tych kolorów odbijają, a część wyłapują (mówi się - absorbują). Zielone liście wyłapują światło czerwone (energii tego światła używają do asymilacji), natomiast w świetle odbitym zostaje dużo zielonego. Czerwona sukienka odwrotnie - wyłapuje zielone, a odbija dużo czerwonego. Jeżeli jakaś substancja wyłapuje wszystko, a nic nie odbija - jest czarna (jak sadza). Są jednak substancje, które odbijają prawie całe światło, które na nie pada. Taką własność mają substancje białe.

Z tymi substancjami białymi jest zwykle jeszcze trochę śmieszniej. Większość z nich jest przezroczysta jak szkło. Trochę światła odbija się jednak od ich ścianek, tak jak zawsze odbija się i od powierzchni szyby. Na przykład cukier w cukierniczce wydaje się biały. Połóż jednak kilka kryształków na czarnym papierze. Zobaczysz, że są przezroczyste jak szybki. Widać jednak też, że każda ze ścianek kryształka cukru trochę światła odbija. Jeżeli kryształków cukru jest dużo, to w sumie odbijają więcej światła i dlatego z daleka cukier wydaje się biały. Podobnie jest z papierem czy białą bluzką. Tu światło odbijają cienkie przezroczyste włókienka celulozy. Podobnie śnieg składa się z małych przezroczystych kryształków lodu (czasem mają one bardzo ładny kształt - gwiazdek śniegowych). Śnieg jest więc biały z tego samego powodu, z jakiego biały jest cukier, sól czy papier.

Według moich obserwacji dochodzę do wniosku, że cały ten świat jest bardzo interesujący. Jest światem fizyki i chemii. Dzieje się w nim tyle ciekawych "doświadczeń". I choćby takie zjawisko!
Obserwowałem akwarium i na szybie zobaczyłem kolorowe barwy tęczy. Były one dwie. Jedna przechodziła z koloru czerwonego w żółty, druga zaś przez fiolet, piękny jasnozielony kolor, żółć, pomarańcz do koloru czerwonego.
I w związku z tym pytania:
1. Czy zaobserwowane zjawisko to nic innego tylko załamanie światła? .
2. Na czym polega załamanie światła?

Cieszę się, że tak Cię świat interesuje. Masz rację, że barwy, które obserwowałeś w akwarium, związane są z załamaniem światła. Trzeba tylko jeszcze wiedzieć o jednym: każda barwa załamuje się w szkle lub w wodzie inaczej. Najłatwiej to obserwować w pryzmacie (patrz rysunek 23.2 w podręczniku), jeżeli oświetlić go wąską wiązką światła, na przykład z rzutnika (przechodzącą przez szczelinę w czarnym papierze). Najmniej załamuje się światło czerwone, a najbardziej fioletowe. Jeżeli światło przechodzące przez pryzmat skierujemy na białą kartkę papieru, obserwujemy na niej tęczę. Prawdziwa tęcza na niebie też jest wywołana przez załamanie światła w kroplach wody padającego deszczu. Dokładne wytłumaczenie tego jest jednak dość skomplikowane. Możesz ja znaleźć w książce W. Bułata Zjawiska optyczne w przyrodzie.

Dlaczego w ogóle światło się załamuje wytłumaczyć jest trudniej. Związane jest to z faktem, że prędkość światła w powietrzu jest inna niż w szklę (w powietrzu wynosi ona ok. 300 000 , w szkle ok. 200 000 ).

Dlaczego włożona do wody łyżka wydaje się nam wielka?

Włożona do wody łyżka nie wydaje mi się "wielka", natomiast rzeczywiście wydaje się, że ma ona kształt nieco inny (wydaje się "złamana"). Związane to jest z załamaniem światła na granicy powietrza i wody, możesz o tym zjawisku przeczytać w paragrafie 30. podręcznika)

" Niedawno oglądałam w telewizji program naukowy o fatamorganie. Tłumaczono na czym polega to zjawisko, lecz ja do tej pory nie wiem, jak człowiek idący przez pustynię może zobaczyć miasto, do którego się udaje, oddalone o kilkadziesiąt kilometrów.
Tak samo jest dla mnie niezrozumiałe to, że w upalny dzień patrząc na szosę, która jest sucha, widzimy ją błyszczącą i mamy złudzenie jakby przed chwilą była polana wodą. Proszę wytłumaczyć mi to zjawisko."

Pytasz mnie o zjawisko fatamorgany i inne podobne. Wszystkie one zachodzą w powietrzu, którego gęstość zmienia się od miejsca do miejsca, na przykład na skutek różnic temperatury. W takich warunkach światło nie rozchodzi się po liniach prostych, co człowiekowi zwykle wydaje się bardzo dziwne.
Mówiąc w wielkim uproszczeniu, odbicie światła może zajść nie tylko od metalu (którymi pokryte są lustra), ale także na granicy oddzielającej obszar wypełniony substancją o większej gęstości od obszaru wypełnionego substancją o mniejszej gęstości. Najłatwiej to zaobserwować na granicy woda - powietrze. Nalej wody do szklanki i spójrz na nią od dołu. Woda powinna stać nieruchomo na jakimś podwyższeniu, na przykład na odwróconym garnku. Zobaczysz, że powierzchnia wody widziana od dołu pod dość dużym kątem odbija światło - tak jak lustro!
Podobna jest sytuacja z nagrzaną w słońcu szosą. Tuż pod jej powierzchnią znajduje się cienka warstewka powietrza o temperaturze znacznie wyższej niż pozostałe. To powietrze nagrzało się od asfaltu a jeszcze nie zdążyło uciec do góry. Sytuacja jest podobna jak z powietrzem i wodą, ale teraz gaz o mniejszej gęstości jest na dole, a gaz o większej gęstości na górze. A więc światło może odbić się jak na zamieszczonym poniżej rysunku. Więcej możesz przeczytać o tym zjawisku w książce Czy umiecie się dziwić (praca zbiorowa) lub Pieryszkina i Czemiakina Fizyka. Zajęcia fakultatywne. Kurs podstawowy, WSiP 1979.