Конвенция физика примеры: Примеры конвенции в природе и технике

Примеры конвенции в природе и технике

1. Ветры. Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба.

Конвекцией объясняются, например, ветры бризы, возникающие на берегах морей. В летние дни суша нагревается солнцем быстрее, чем вода, поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой, его плотность уменьшается и давление становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате, как в сообщающихся сосудах, холодный воздух по низу, с моря перемещается к берегу — дует ветер. Это и есть бриз. Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и над сушей воздух становится более холодным, чем над водой. Образуется ночной бриз — движение холодного воздуха от суши к морю.

2. Тяга. Мы знаем, что без притока свежего воздуха горение топлива невозможно. Если в топку, в печь, в трубу самовара не будет поступать воздух, то горение топлива прекратится. Обычно используют естественный приток воздуха — тягу

. Для создания тяги над топкой, например в котельных установках фабрик, заводов, электростанций, помещают трубу. При горении топлива воздух в ней нагревается. Как мы уже знаем, от этого плотность воздуха уменьшается. Значит, давление воздуха, находящегося в топке и трубе, становится меньше давления наружного воздуха. Вследствие разницы давлений холодный воздух поступает в топку, а теплый поднимается вверх — образуется тяга. На рисунке 190 изображена установка опыта, поясняющего образование тяги.

Чем выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы.

3. Центральное водяное отопление. Во многих современных больших зданиях устраивают водяное отопление.

В подвальном этаже здания устанавливают котел 1 (рис. 191), в нем нагревается вода. От верхней части котла главная труба 2 идет на чердак, где она соединяется с расширительным баком 3. Расширительным он называется потому, что в него поступает избыточный объем воды, образующийся при расширении ее от нагревания. От расширительного бака по чердаку проводят систему распределительных труб 4, от которых отходят вниз вертикальные трубы 5, проходящие через комнаты здания. Из этих труб вода поступает в отопительные батареи б, составленные из чугунных труб и устанавливаемые обычно под окнами.

Горячая вода нагревает трубы батарей, отдавая им часть своей энергии. От труб энергия передается воздуху комнаты. Сама вода, становится холоднее и по системе нижних отводных труб 7, расположенных в подвале, поступает в котел, где снова нагревается, поднимается на чердак, опять попадает в батареи, отдает им энергию и т. д. Такое движение воды в системе центрального отопления и, следовательно, перенос энергии от котла к батареям происходит все время, пока нагревается котел, и осуществляется оно благодаря конвекции.

В больших зданиях создают искусственную (принудительную) циркуляцию воды при помощи насоса, который непрерывно гонит воду в нужном направлении.

В системах отопления, применяемых в городах и некоторых рабочих поселках, горячую воду получают не от собственного котла, а от тепловых электростанций (ТЭЦ), доставляющих горячую воду нескольким жилым кварталам и даже целым районам города.

Из наших жилых помещений даже при хорошей теплоизоляции энергия передается наружу. Поэтому зимой приходится непрерывно обогревать помещение, чтобы поддерживать в нем постоянную температуру.

Упражнения.

1. Расскажите, как образуется ветер, тяга. 2. Как осуществляется перенос энергии от котла к батареям в системе центрального отопления? 3. Почему подвал — самое холодное место в доме? 4. Почему форточки для проветривания комнат помещают в верхней части окна? 5. Для чего делают высокими заводские трубы? 6. Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом? Ответ поясните. 7. Почему в металлических печных трубах тяга меньше, чем в кирпичных трубах той же высоты?

Конвекция. Примеры конвекции в природе и технике

Цели урока:	Проверить усвоение учащимися материала по первому виду переноса энергии- теплопроводности. Повторить понятия плотности, силы тяжести, архимедовой силы и вопросы различия в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов. Познакомить учащихся с явлением конвекции и его объяснением. Дать понятия свободной и вынужденной конвекции. Рассмотреть примеры конвекции в природе и технике.
Форма урока:	Поисковая беседа.
Оборудование:	Вертушка, электроплитка, экран, проектор, горелка, сухое горючее, колба с водой, кристаллики краски, две пробирки, заполненные водой и воздухом, изображение схемы водяного отопления здания.

Ход урока

I. Организация класса.

II. Фронтальное повторение с целью подготовки учащихся к восприятию нового материала и выявления качества усвоения ими материала по теплопроводности.

Опрос

Что такое плотность вещества? В каких единицах она измеряется?

Как расположатся в закрытом сосуде следующие вещества: вода, воздух, спирт, ртуть? Почему?
Что называют силой тяжести? В каких единицах ее измеряют?
Что такое архимедова сила? Где она возникает? От чего зависит ее величина?
Чем отличаются движения молекул в твердом теле, жидкости и газе?
Какую энергию называют внутренней?
Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
Что понимают под теплопередачей?
С каким видом теплопередачи мы познакомились на прошлом уроке?

Один из учеников с места рассказывает о теплопроводности.

Дополнительные вопросы.

Почему в строительной технике широко используют пористый материал?
Что называют тепловым движением?

Второй ученик с места рассказывает о теплопроводности различных веществ.

Дополнительные вопросы.

Для чего зимой на радиаторы автомобилей надевают утеплительные чехлы?
Что называют внутренней энергией тела?

Третий ученик отвечает по карточке.

Почему старое зимнее пальто со сбившейся в комки ватой плохо греет?
Быстродвижущийся автомобиль остановлен тормозами. Куда девалась при этом его кинетическая энергия?
Зависит внутренняя энергия тела от движения тела или от положения этого тела?

Четвертый ученик (по карточке)

Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка с чаем нет?
Почему наружные части сверхзвуковых самолетов приходится охлаждать при помощи специальных аппаратов?
Что называют теплопередачей?

Пятый ученик (по карточке)

Почему можно небольшую стеклянную палочку, накаленную с одного конца, держать за другой конец, не обжигая пальцев, а железный прут нельзя?
Как надо поступить (отпустить нить или растянуть сильнее) с слегка растянутой резиновой нитью, чтобы ее внутренняя энергия увеличилась? Что называется теплопроводностью?

Шестой ученик (по карточке)

Расскажите, основываясь на своих жизненных наблюдениях, чтоб служить защитой от зимних морозов различным животным и птицам. Какую роль при этом играет теплопроводность меха, перьевого покрова, подкожного жира и т.п.?

Если к точильному камню прижать кусок стали, то сыплются искры. Каково их происхождение?
Какую энергию называют внутренней энергией тела?

Седьмой ученик (по карточке)

Какие их перечисленных веществ: бумага, солома, серебро, воздух, опилки- хорошие проводники тепла и плохие проводники тепла?
Молоток будет нагреваться, когда им отбивают косу и когда он лежит на солнце в жаркий летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии молотка в обоих случаях.
Что называется тепловым движением?

Ответы учащихся должны быть полными, с объяснением.

Ответы комментируются и оцениваются. Оценки выставляются в дневники.

III. Изучение нового материала.

Пронаблюдаем интересное явление. Вертушка, помещенная над пламенем горелки, вращается.

Почему?

Учащиеся пытаются отвечать. Воздух нагрелся и расширился.

Может ли здесь тепло передаваться теплопроводностью?

Нет, так как воздух плохой проводник тепла.

Здесь мы наблюдаем иной вид теплопередачи, который называется конвекцией.

Конвекцией называется перенос энергии самими струями жидкости или газа.

Наблюдаем струи воздуха от той же горелки в проекции на экран.
Объяснение учителя (дважды).

Воздух, соприкасающийся с горелкой, нагревается и расширяется. Плотность расширившегося воздуха меньше, чем плотность холодного. Поэтому слой теплого воздуха всплывает в холодном воздухе. Ведь архимедова сила, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, действующая на теплый воздух, направленная вниз. Затем прогревается и начинает двигаться вверх следующий слой холодного воздуха и т.д. Перемещается само вещество.

А в каких веществах, кроме газа, может наблюдаться конвекция? Может ли она наблюдаться в твердых телах и жидкостях?

Почему?

Наблюдаем конвекцию в жидкостях на примере воды в колбе с опущенными в нее кристалликами краски и нагреваемой на электрической плитке.

Учащиеся повторяют объяснения учителя.

Итак, конвекцией называется перенос энергии самими струями жидкости или газа (записываем определение в тетрадях).

Затем уточняем понятия естественной или свободной и вынужденной конвекции.

А теперь думаем над вопросом:

Где надо расположить горелку, чтобы нагреть жидкость или газ?

Почему?

Посмотрим, что будет, если горелка располагается сверху. Наблюдаем опыт с пробирками, заполненными водой и воздухом нагреваемым сверху.

Нижние слои воздуха и воды холодные. Нет циркуляции. Нет конвекции.

Теплопроводность воздуха и воды мала. Поэтому придется долго ждать, пока воздух и вода прогреются.

Рассмотрим примеры конвекции в природе и технике.

Ветры бризы, возникающие на берегах морей. В каком направлении дуют они в летние дни днем и ночью и почему?
Отвечают учащиеся, так как они это изучали на уроках географии в 5 классе. Бриз — это движение холодного воздуха.
Тяга. Что такое горение? Без чего не может быть горение?
Отвечают учащиеся.
Учитель рассказывает о предположении в 15 столетии Леонардо да Винчи использовать трубу (металлическую) для создания тяги. «Где появляется огонь, — говорил Леонардо да Винчи — там вокруг него образуется воздушное течение, оно его поддерживает и усиливает».
Через 300 лет металлические трубы заменили в керосиновой лампе стеклянной, а на заводах — кирпичной.
Как же создается тяга?
Объясняет учитель. Чему выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы.
Центральное водяное отопление — примеры использования свободной или вынужденной конвекции. Рассматривается его устройство, рассказывается о ТЭЦ.

IV. Презентация «Конвекция»

Приложение 1

V. Закрепление.

Что такое конвекция?
В каких веществах ее можно наблюдать? В каких веществах она возможна?
Как осуществляется конвекция в наших жилых комнатах?
Где надо расположить лед: снизу или сверху, чтобы охладить продукты?

VI. Проверочный тест.

Ребята, вам предлагается ряд утверждений, среди которых как правильные, так и неверные. Прослушав высказывание, вы должны или согласиться с ним, или не согласиться. Если утверждение верное, то ставите знак «+» ,если утверждение неверное-ставите знак «-».

При нагревании объем тела уменьшается, а при охлаждении увеличивается(-).
Газ не имеет собственной формы и постоянного объема. Он полностью занимает весь предоставленный ему объем(+).
Диффузия может происходить только в жидкостях или газах(-).
Молекулы движутся только в жидкостях или газах, а в твердых телах покоятся(-).
Теплопередача-это один из способов изменения внутренней энергии тела(+).
Жидкость легко меняет свою форму(+).
Конвекция возможна только в твердых телах и в газах(-).
Конвекция играет основную роль в передаче тепла при нагревании воды в кастрюле, стоящей на плите(+).
Нагревание и охлаждение воздуха в помещениях основано на конвекции(+).
При увеличении температуры молекулы вещества увеличиваются в размере(-).

На дом: § 5, упр.2, В.И.Лукашик №971-974,979.

Домашнее задание комментируется. Обращается внимание на рисунок 12 и особенный интересный вопрос, стоящий в №979.

Межпредметные связи – с зоологией (см. вопрос шестому ученику), географией (6 класс, ветры бризы) и химией (8класс, горение).

Список использованной литературы

А.В. Перышкин, Физика 8 кл.: Учебник для общеобразовательных учебных заведений – 3-е издание
В. И. Лукашик, Е.В. Иванова, Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений — 20-е издание
Ю.В. Щербакова, Занимательная физика на уроках и внеклассных мероприятиях. 7-9 классы – 2-е издание
Н.А. Якушевская, Повторение и контроль знаний по физике на уроках и внеклассных мероприятиях, 7-9 классы: диктанты, тесты, кроссворды, внеклассные мероприятия – 2-е издание
Л.А. Кирик, Физика-8, Методические материалы

Примеры теплообмена в природе и технике

1. Ветры. Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба. Конвекцией, например, объясняются бризы — ночные и дневные ветры, возникающие на берегах морей и больших озер.

В летние дни суша прогревается солнцем быстрее, чем вода, поэтому и воздух над сушей нагревается больше, чем над водой. При этом воздух над сушей расширяется, после чего его давление становится меньше давления более холодного воздуха над морем. В результате, как в сообщающихся сосудах, холодный воздух по низу с моря (где давление больше) перемещается к берегу (где давление меньше) — дует ветер. Это и есть дневной (или морской) бриз.

Ночью вода охлаждается медленнее, чем суша, и над сушей воздух становится более холодным, чем над водой. Теперь более высокое давление оказывается над сушей, и потому воздух начинает перемещаться от берега к морю. Это ночной (или береговой) бриз.

2. Тяга. Мы знаем, что без притока свежего воздуха горение топлива невозможно. Если в топку или печь не будет поступать воздух, то горение прекратится. Для поддержания горения часто используют естественный приток воздуха — тягу. При этом над местом горения топлива устанавливают трубу. Нагреваясь, воздух расширяется, и давление в топке и трубе становится меньше давления наружного воздуха. Вследствие разницы давлений холодный воздух устремляется извне в топку, а теплый поднимается вверх по трубе. Это и есть тяга.

С увеличением высоты трубы тяга усиливается, так как, чем выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе.

3. Водяное отопление. Жители стран, расположенных в умеренных и холодных поясах Земли, вынуждены обогревать свои жилища в холодную погоду. В жилых помещениях наиболее благо приятной для человека считается температура 18—20 °С. Для поддержания такой температуры во многих домах применяют водяное отопление.

Нагревание воды в системах центрального отопления происходит за пределами отапливаемого помещения (в котельных или теплоэлектроцентралях — ТЭЦ). От нагревателя горячая вода по трубопроводам поступает в здания. Здесь (рис. 71) она по главному стояку 1 поднимается вверх, а оттуда — по трубам в отопительные приборы (радиаторы 2). По мере охлаждения в них вода возвращается вниз и снова поступает к нагревателю. Так осуществляется непрерывная циркуляция воды по всей системе. В небольших зданиях эта циркуляция возникает благодаря естественной конвекции, а в больших городских домах она происходит за счет действия специальных насосов (искусственная или принудительная конвекция).

Для предотвращения разрушения отопительной системы (в результате увеличения давления при расширении нагреваемой жидкости) главный стояк 1 снабжают расширительным баком 3.

4. Термос. Теплопередача от более нагретого тела к более холодному приводит к выравниванию их температур. Поэтому, например, горячий чайник, снятый с плиты, при соприкосновении с окружающим воздухом через некоторое время остывает. Чтобы помешать телу остывать (или нагреваться), нужно предотвратить возможный теплообмен, причем во всех его трех проявлениях (при конвекции, теплопроводности и излучении). Это достигается путем помещения тела в специальный сосуд — сосуд Дьюара, который был изобретен в 1892 г. английским ученым Джеймсом Дьюаром.

Сосуды Дьюара вначале применялись лишь для хранения легкоиспаряюшихся сжиженных газов (например, жидкого гелия). Впоследствии их стали применять и в бытовых целях — для сохранения при неизменной температуре помещаемых в них пищевых продуктов. Такие сосуды Дьюара стали называть термосами (рис. 72).

Устройство термоса, предназначенного для хранения жидкостей, показано на рисунке 73. Он состоит из стеклянного сосуда 4 с двойными стенками. Внутренняя поверхность этих стенок покрыта блестящим металлическим слоем, а из пространства между стенками выкачан воздух. Чтобы защитить стеклянный корпус термоса от повреждений, его помещают в картонный или металлический футляр 3. Сосуд закупоривают пробкой 2, а сверху футляра навинчивают колпачок 1.

Термос устроен таким образом, что теплообмен его содержимого с окружающей средой сведен до минимума. Отсутствие воздуха между его стенками препятствует переносу энергии путем конвекции и теплопроводности, а блестящий слой па внутренней поверхности термоса препятствует передаче энергии излучением.

1. Почему дневной бриз дует с моря в сторону берега, а ночной бриз — с берега в сторону моря? 2. В результате чего возникает тяга? 3. Как устроена система водяного отопления? 4. Расскажите об устройстве термоса. За счет чего в нем удается уменьшить теплообмен? Почему пища в термосе все-таки охлаждается?

Конвекция в природе и технике

«Конвекция

в природе и технике»

Если бы я захотел читать не зная букв, это было бы бессмыслицей. Точно так же, если бы я захотел судить о явлениях природы, не имея представления о началах вещей, это было бы такой же бессмыслицей…

М.В. Ломоносов

Что такое конвекция?

Конвекция (от лат. convectio — доставка) – это вид теплообмена, при котором тепло переносится самими струями газа или жидкости.

Объяснение конвекции

Явление конвекции можно объяснить законом Архимеда и явлением теплового расширения тел.

При повышении температуры объем жидкости возрастает, а плотность уменьшается. Под действием архимедовых сил менее плотная нагретая жидкость поднимается вверх, а более плотная холодная жидкость опускается вниз. Если же жидкость нагревать сверх, то менее плотная теплая жидкость там и останется и конвекция не возникнет. Так устанавливается круговорот жидкости, сопровождающийся переносом энергии от нагретых участков к более холодным. Совершенно аналогичным образом возникает конвекция в газах.

Механизм конвекции:

Виды конвекции

естественная

вынужденная

Особенности конвекции

возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
само вещество переносится;
нагревать вещества нужно снизу.

в жидкостях

в газах

Естественная конвекция

Для возникновения естественной конвекции требуется подогрев жидкости снизу (или охлаждение сверху), причем нагрев в разных участках должен быть неравномерным.

Вынужденная конвекция

При вынужденной конвекции потоки нагретой (или охлажденной) жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов. Такая конвекция используется в тех случаях, когда естественная конвекция оказывается недостаточно эффективной, а также в состоянии невесомости, когда естественная конвекция невозможна.

Конвекция в природе и технике

работа обычной батареи отопления;

тяга в печи;

отопление дома;

образование облаков;

образование ветра, бриза и муссонов;

движение тектонических плит;

процессы горообразования;

процесс дымообразования из труб и кратеров вулканов;

процесс охлаждения продуктов в холодильнике;

КОНВЕКЦИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

ОБЪЯСНИ ЗАДАЧУ

: Пришёл купец к другому купцу в гости. Тот гостю обрадовался, и самовар растапливать стал. Наложил щепок в самоварную трубу, поджёг их сверху. Вода в самоваре закипела – пар из самовара повалил. Сели за стол чай пить. В чашки чайные наливают из самовара воду, а она холодная. Почему купцам не удалось чаю попить?

Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка с чаем нет?

Ветры бризы, возникающие на берегах морей. В каком направлении дуют они в летние дни днем и ночью и почему? Где надо расположить лед: снизу или сверху, чтобы охладить продукты?

Литература.

1.Алейникова Л.А. Теплообмен в природе и технике. Физика. Издательский дом «Первое сентября» №22, 2006 г.

2. Атаманченко А.К. Физика за малые деньги. Издательство «Школа – Пресс», «Физика в школе», 1998, №2.

3.Галин Н. М., Кириллов П. Л. Тепломассообмен. — М.: Энергоатомиздат, 1987.

4.Григорьев Б. А., Цветков Ф. Ф. Тепломассообмен: Учеб. пособие — 2-е изд. — М: МЭИ, 2005.

5.Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Учебн. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2005.

6. Крюков С.Н. Физика: третий вопрос в экзаменационных билетах: итоговая аттестация. 11 класс. – М.: Чистые пруды, 2007.

7.Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

8. Мир физики в художественной литературе/ Ред.-сост. С.А.Тихомирова. – М.: Школа – Пресс, 1997.

9.Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват.учреждений. – М.: Дрофа, 2004.

10.Семке А.И. Практические работы по физике с экологическим содержанием: Естественнонаучный профиль. 9-11 классы. – М.: Чистые пруды, 2008.

11. Семке А.И. Физика и живая природа: Занимательный материал к уроку. 7-9 классы. – М.: Чистые пруды, 2008.

12. Физика: Молекулярная физика и термодинамика с основами общей астрономии: Учеб.для 7 кл. общеобразоват.учреждений / Под редакцией А.А.Фадеевой. – М.: Просвещение, 2000.

13. http://images.yandex.ru

14. http://www.tvk.by/pimg/s_63.jpghttp://images.yandex.ru

Статья по физике на тему: Конвекция читать

Главная>Статьи по химии

Конвекция

Это способность переносить тепло потоками вещества. Данное явление существует как в жидкостях, так и в газах и в сыпучей среде. Конвекция бывает естественной, что подразумевает самопроизвольное возникновение при неравномерной тепловой нагрузке. Нижние частицы нагреваясь и облегчаясь движутся вверх, а верхние наоборот, формируется процесс перемешивания, который повторяется вновь и вновь. При выполнении некоторых условий самоперемешивание превращается в структурные вихри с условно правильной решеткой в виде конвекционных ячеек. Конвекция подразделяется на: турбулентная и ламинарная.

Примерами конвекции в природе являются облака и их формирование. Движение тектонических плит и гранулирование на Солнце — это тоже естественная конвекция в природе. Искусственная конвекция связана с перемещением частиц, вызванным принудительными действиями извне. Принудительная конвекция применяется, если эффекта естественной недостаточно. К примеру, движение лопастей вентиляционных приборов, работа насосного оборудования, перемещивание веществ венчиком и т.п.

По причине возникновения конвекция подразделяется на: стрессовую, гравитационную, термокапиллярную, магнитную и термодинамическую. Наиболее популярно распространение конвекции в жидких и газообразных средах описал Буссинеск. К примеру, под капиллярной конвекцией следует понимать явление в жидкой среде, когда на ее свободную поверхность оказывают влияние перепады напряжения, скажем, изменение температуры воды. При этом интенсивность термокапиллярной конвекции мала и в обычной жизни признается несущественной. Но в космическом пространстве благодаря данному виду конвекции в сосудах возникают движения.

В природе естественная конвекция бывает в нижних слоях Земли, в ее недрах, в пучине океана. Воздействие при этом обусловлено архимедовой силой, когда различие в плотности нагретого и холодного веществ заставляет перемещаться их частицы в направлении, противоположном действию силы тяжести. Результатом такого движения является то, что постепенно температура вещества выравнивается. Если тепло подведено стационарно, то конвекционные потоки также будут стационарными. А интенсивность их всегда обусловлена температурным различием в слоях.

см. также:
Все статьи по физике

ПЛАН — КОНСПЕКТ УРОКА ФИЗИКИ

Оборудование и оснащение урока:

Конспект открытого урока 4 по физике. 8 класс. Раздел : «Тепловые явления». Тема урока: Виды теплопередачи: конвекция, излучение. Учитель: Пучкина Е.В. Дата проведения урока Цель урока: продолжить знакомство

Подробнее
Научно исследовательская работа

Научно исследовательская работа Тема работы: «Исследование теплопроводности различных веществ» Выполнил: Беляевский Иван Андреевич Учащийся 8/1 взвода Университетского казачьего кадетского корпуса-интерната
Подробнее
Предисловие.

Предисловие Пособие составлено в соответствии с новой программой по физике для 8 классов общеобразовательных учебных заведений и предназначено для текущего и тематического контроля учебных достижений учащихся.
Подробнее
«В чем секрет термоса»

Научно-исследовательская работа «В чем секрет термоса» Выполнили: Перелыгина Варвара Алексеевна Скорницкая Юлия Сергеевна учащиеся 5 «А» класса МБОУ «Пятницкая СОШ» Руководители: Шамраева С. Н.,учитель
Подробнее
Ребенок у магнитной доски строит схему:

Цель: — Систематизировать знания детей о двух агрегатных состояниях вещества — твердом и жидком, о теплопроводности, прочности веществ. — Развивать умение анализировать, выделяя два и более признака объекта.
Подробнее
Будем изучать физику вместе

Расскажи мне и я забуду, Покажи мне и я запомню, Вовлеки меня и я научусь! Конфуций (6-й век до нашей эры) Будем изучать физику вместе Учебник реализует системно-деятельностный поход к изучению физики.
Подробнее
энергия, потенциальная

КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ(ПОУРОЧНОЕ) ПЛАНИРОВАНИЕ УРОКОВ _физики, 8 класс Название темы, урока Кол-во Дата. Знать, уметь Оборудование Форма урока п/п часов I Тепловые явления 13 1.09-22.10 1 Тепловое движение.
Подробнее
Строение вещества. Тепловые явления

Физика. 9 класс. Тренинг «Строение вещества. Тепловые явления» 1 Строение вещества. Тепловые явления Вариант 1 1 В одинаковые сосуды с равными массами воды при одинаковой температуре погрузили латунный
Подробнее
Тема урока: «Плавления и отвердевания тел»

ФИЗИКА 8 класс Тема урока: «Плавления и отвердевания тел» Цели урока: Предметные: обеспечить закрепление основных понятий и применение знаний и способов действий по теме; организовать деятельность по самостоятельному
Подробнее
ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

ПОДГОТОВК к ОГЭ ЧСТЬ 1 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 1.В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём 1.конвекции 2.излучения и конвекции 3.теплопроводности 4.конвекции и теплопроводности 2.Внутренняя энергия
Подробнее
экспериментальное, исследовательское,

УДК 373. 167.1:53 ББК 22.3я72 П27 Одобрено Научно-редакционным советом корпорации «Российский учебник» под председательством академиков Российской академии наук В. А. Тишкова и В. А. Черешнева Учебник доработан
Подробнее
Инструкция по выполнению работы

Инструкция по выполнению работы На выполнение контрольной работы по физике отводится 1 урок (45 минут). Работа состоит из 3 частей и включает 11 заданий. Часть 1 содержит 7 заданий (1 7). К каждому заданию
Подробнее
72 ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ

72 ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ Исследование теплопроводности различных веществ Беляевский И.А. г. Морозовск, Филиал Университетского казачьего кадетского корпуса-интерната ФГБОУ ВО «Московский государственный
Подробнее
Методическая разработка урока физики

Методическая разработка урока физики «Выталкивающая сила» автор: Пустотина Александра Михайловна, учитель физики МАОУ «Гимназия» Новоуральский городской округ МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА ФИЗИКИ В 7-М
Подробнее
УДК :53 ББК 22.
3я72 С47
УДК 373.167.1:53 ББК 22.3я72 С47 С47 Слепнева, Н. И. Физика. 8 класс : тесты к учебнику А. В. Перышкина / Н. И. Слепнева. 4-е изд., стереотип. М. : Дрофа, 2018. 110, [2] с. : ил. ISBN 978-5-358-20060-9
Подробнее
Тема урока: Плотность

Тема урока: Плотность Тема урока: Плотность Цель урока: познакомить с новой физической величиной плотность вещества. План: 1. Организационный этап 2 мин 2. Актуализация опорных знаний и умений 3 мин 3.
Подробнее
Тема 1.2. Теплопередача и её виды.

Тема 1.. Теплопередача и её виды. 1. Физическая сущность теплопередачи.. Теплопроводность. 3. Конвективная теплопередача. 4. Тепловое излучение. 1. Физическая сущность теплопередачи. Согласно молекулярной
Подробнее
7 КЛАСС. ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА.

7 КЛАСС. ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА. Цели урока (планируемые результаты обучения): Личностные: развитие у учащихся самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений Метапредметные: развитие у
Подробнее
8 класс Тепловые явления

8 класс Тепловые явления 1. Какое движение молекул и атомов в газообразном состоянии вещества называется тепловым движением? А. Беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями.
Подробнее
К УЧЕНИКУ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

К УЧЕНИКУ Юный друг! Ты только начинаешь изучать физику. Можно только позавидовать тебе так много нового и интересного ждет на этом пути. Этот путь не пройден и никогда не будет пройден до конца Природа
Подробнее
Конспект урока по теме:

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение «Лицей 5» Конспект урока по теме: «Функции y = x 1 и y = x 2» Учитель: Сагарда И. В. г. Оренбург 2016 г. Аннотация к уроку Данный урок разработан в
Подробнее
План урока. Время, мин

Урок 51/9. Сообщающиеся сосуды. Цель урока: — продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда и изучение закона Паскаля на природе однородных и разнородных жидкостей; — сформировать понятие
Подробнее
8 класса. Тема 1: «Тепловые явления»

Задания для подготовки к годовой промежуточной аттестации по физике. 8 класса Тема 1: «Тепловые явления» 1. При нагревании спирт в термометре расширился. Означает ли это, что расширилась и каждая молекула
Подробнее
Изучение почвы. Основные компоненты почвы

Проект «Содействие переходу Республики Беларусь к «зелёной» экономике», финансируемый Европейским союзом и реализуемый Программой развития ООН Пилотная инициатива «Создание сети инновационно-демонстрационных
Подробнее
Конвекция — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Конвекция в жидкости

Подогрев жидкости (рис. 58, а) приводит к тому, что она расширяется и более лёгкая жидкость поднимается, образуя конвекционную струю. На рисунке стрелками показано движение струй жидкости.

Конвекция газов

В газах образуется не струя, а пузырь (рис. 58, б), в котором температура выше, чем в окружающей среде. Размер пузыря зависит от физических условий. Например, в конвективной зоне Солнца его диаметр достигает 700—800 км. Нагретый воздух легче и поднимается под действием силы Архимеда. При подъёме давление в окружающей среде уменьшается и пузырь расширяется. Поскольку теплопроводность газа мала, пузырь расширяется адиабатически, и температура в нем падает.

Адиабатический градиент

Если проследить за отдельным пузырём и фиксировать изменение температуры в нем в зависимости от положения пузыря, то обнаружится, что определённый таким образом градиент температуры имеет строго определённое значение в зависимости от физических условий (температуры, плотности химического состава вещества) — значение, называемое адиабатическим градиентом.

Если градиент температуры окружающего газа больше адиабатического, то по мере подъёма газ в пузыре остаётся более горячим, чем окружающий газ, и пузырь продолжает подниматься. Если же температура окружающей среды падает медленно (градиент температуры меньше адиабатического), то пузырь быстро сливается с окружающим газом, и конвекция не возникает. При развитой конвекции значение градиента температуры только на малую величину превышает адиабатический градиент. Пузырь в процессе движения разрушается, передавая свою энергию окружающей среде.

Примеры конвекции

Каждый из нас встречался с конвекцией достаточно часто. Ниже приведено несколько примеров. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Посмотрите на закипающую, но ещё не закипевшую воду в кастрюле. Движение воды в ней и есть конвекция в жидкости. Труднее увидеть конвекцию в газах, но и это возможно. В жаркий летний день Солнце нагревает почву, которая, в свою очередь, нагревает воздух. Градиент температуры в воздухе достаточно большой, и пузырь, оторвавшись, поднимается вверх. Его не видно, но когда температура в пузыре падает до точки росы, начинается конденсация воды и появляется облако. Астроному известно проявление конвекции на Солнце — это грануляция. Каждая гранула представляет собой горячий пузырь, вернее его верхнюю часть, выходящую на поверхность Солнца.

Картинки (фото, рисунки)
Рис. 58. Конвекция (а — в жидкости; б — в газе)

На этой странице материал по темам:

Доклад на тему конвекция по физике 7 класс
Сообщение проявление конвекции в е и техники
Примеры про конвенкцию
Что такое конвенция в физике
Конвекция в газах опыт примеры

Учебное пособие по физике: Уравнение зеркала

Лучевые диаграммы могут использоваться для определения местоположения, размера, ориентации и типа изображения, формируемого объектами, помещенными в заданное место перед вогнутым зеркалом. Использование этих диаграмм было продемонстрировано ранее в Уроке 3. Лучевые диаграммы предоставляют полезную информацию о взаимоотношениях объекта и изображения, но не предоставляют информацию в количественной форме. Хотя лучевая диаграмма может помочь определить приблизительное местоположение и размер изображения, она не предоставит числовой информации о расстоянии до изображения и размере объекта.Чтобы получить этот тип числовой информации, необходимо использовать Mirror Equation и Magnification Equation . Уравнение зеркала выражает количественную зависимость между расстоянием до объекта (d _o), расстоянием до изображения (d _i) и фокусным расстоянием (f). Уравнение формулируется следующим образом:

Уравнение увеличения связывает отношение расстояния до изображения и расстояния до объекта с отношением высоты изображения (h _i) и высоты объекта (h _o).Уравнение увеличения сформулировано следующим образом:

Эти два уравнения можно объединить для получения информации о расстоянии до изображения и высоте изображения, если известны расстояние до объекта, высота объекта и фокусное расстояние.

В качестве демонстрации эффективности уравнения зеркала и уравнения увеличения рассмотрим следующий пример задачи и ее решение.

Пример проблемы № 1

А 4.Лампочка высотой 00 см помещена на расстоянии 45,7 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,2 см. Определите расстояние до изображения и размер изображения.

Как и все проблемы в физике, начните с выявления известной информации.

h _o = 4,0 см d _o = 45,7 см f = 15,2 см

Затем определите неизвестные величины, которые вы хотите найти.

Для определения расстояния до изображения необходимо использовать уравнение зеркала. Следующие строки представляют решение для расстояния до изображения; показаны замены и алгебраические шаги.
1 / f = 1 / do + 1 / d _i
1 / (15,2 см) = 1 / (45,7 см) + 1 / d _i

0,0658 см ^-1 = 0,0219 см ^-1 + 1 / d _i

0,0439 см ^-1 = 1 / d _i

Числовые значения в приведенном выше решении были округлены при записи, но не округленные числа использовались во всех расчетах.Окончательный ответ округляется до третьей значащей цифры.

Для определения высоты изображения необходимо уравнение увеличения. Поскольку три из четырех величин в уравнении (без учета M) известны, четвертая величина может быть вычислена. Решение показано ниже.
h _i / h _o = — d _i / d _o
h _i /( 4,0 см) = — (22,8 см) / (45,7 см)

ч _i = — (4.0 см) • (22,8 см) / (45,7 см)

Отрицательные значения высоты изображения указывают на то, что изображение является перевернутым. Как это часто бывает в физике, отрицательный или положительный знак перед числовым значением физической величины представляет информацию о направлении. В случае высоты изображения отрицательное значение всегда указывает на перевернутое изображение.

Из вычислений в этой задаче можно сделать вывод, что если поместить объект высотой 4,00 см 45.7 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,2 см, тогда изображение будет перевернутым, высотой 1,99 см и расположенным на расстоянии 22,8 см от зеркала. Результаты этого расчета согласуются с принципами, обсужденными ранее в этом уроке. В этом случае объект расположен на за пределами центра кривизны (который был бы на два фокусных расстояния от зеркала), а изображение расположено между центром кривизны и фокусной точкой. Это относится к категории случая 1: объект расположен за пределами C.

Теперь давайте попробуем второй пример задачи:

Пример проблемы № 2

Лампочка высотой 4,0 см помещена на расстоянии 8,3 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,2 см. (ПРИМЕЧАНИЕ: это тот же объект и то же зеркало, только на этот раз объект расположен ближе к зеркалу.) Определите расстояние до изображения и размер изображения.

Опять же, начнем с определения известной информации.

h _o = 4,0 см d _o = 8,3 см f = 15,2 см

Затем определите неизвестные величины, которые вы хотите найти.

Для определения расстояния до изображения необходимо использовать уравнение зеркала.Следующие строки представляют решение для расстояния до изображения; показаны замены и алгебраические шаги.
1 / f = 1 / do + 1 / d _i
1 / (15,2 см) = 1 / (8,3 см) + 1 / d _i

0,0658 см ^-1 = 0,120 см ^-1 + 1 / d _i

-0,0547 см ^-1 = 1 / d _i

Числовые значения в приведенном выше решении были округлены при записи, но не округленные числа использовались во всех расчетах. Окончательный ответ округляется до третьей значащей цифры.

Для определения высоты изображения необходимо уравнение увеличения. Поскольку три из четырех величин в уравнении (без учета M) известны, четвертая величина может быть вычислена. Решение показано ниже.
h _i / h _o = — d _i / d _o
h _i /( 4,0 см) = — (-18,2 см) / (8,3 см)

ч _i = — (4.0 см) • (-18,2 см) / (8,3 см)

Отрицательное значение расстояния до изображения указывает, что изображение является виртуальным изображением, расположенным за зеркалом. Опять же, отрицательный или положительный знак перед числовым значением физической величины представляет информацию о направлении. В случае расстояния до изображения отрицательное значение всегда означает за зеркалом. Также обратите внимание, что высота изображения — положительное значение, что означает вертикальное изображение. Любое изображение, расположенное вертикально и расположенное за зеркалом, считается виртуальным изображением.

Из расчетов во втором примере задачи можно сделать вывод, что если объект высотой 4,0 см поместить на 8,3 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,2 см, то изображение будет увеличено, вертикально, высотой 8,8 см. и находится в 18,3 см за зеркалом. Результаты этого расчета согласуются с принципами, обсужденными ранее в этом уроке. В этом случае объект находится перед точкой фокусировки (т.е. расстояние до объекта меньше фокусного расстояния), а изображение располагается за зеркалом.Это относится к случаю 5: объект расположен перед F.

Знаки +/-
Условные обозначения для данных величин в уравнении зеркала и уравнениях увеличения следующие:

f = +, если зеркало вогнутое

ф — если зеркало выпуклое зеркало

d _i — это +, если изображение является реальным и расположено на стороне зеркала со стороны объекта.

d _i is — если изображение виртуальное и находится за зеркалом.

h _i равно +, если изображение является вертикальным (и, следовательно, также виртуальным)

h _i is — если изображение перевернутое изображение (а значит, тоже реальное)

Подобно многим математическим задачам в физике, этот навык можно приобрести только через личную практику. Возможно, вы захотите потратить некоторое время, чтобы попробовать решить проблемы в разделе «Проверьте свое понимание» ниже.

Мы хотели бы предложить … Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействие — это именно то, что вы делаете, когда используете одну из интерактивных функций The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием наших интерактивных приложений Optics Bench Interactive или Name That Image Interactive. Вы можете найти это в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Optics Bench Interactive предоставляет учащимся интерактивную среду для изучения формирования изображений с помощью линз и зеркал. Интерактивная программа Name That Image Interactive предлагает учащимся интенсивную умственную тренировку для распознавания характеристик изображения для любого заданного местоположения объекта перед изогнутым зеркалом.

Проверьте свое понимание
1. Определите расстояние до изображения и высоту изображения для 5.Объект высотой 00 см, расположенный на расстоянии 45,0 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,0 см.

2. Определите расстояние до изображения и высоту изображения для объекта высотой 5,00 см, помещенного на 30,0 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,0 см.

3. Определите расстояние до изображения и высоту изображения для объекта высотой 5 см, помещенного на 20.0 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,0 см.

4. Определите расстояние до изображения и высоту изображения для объекта высотой 5 см, расположенного на расстоянии 10 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 15,0 см.

5. Увеличенное перевернутое изображение находится на расстоянии 32,0 см от вогнутого зеркала с фокусным расстоянием 12.0 см. Определите расстояние до объекта и определите, является ли изображение реальным или виртуальным.

ZINGER : 6. Перевернутое изображение увеличивается на 2, когда объект помещается на 22 см перед вогнутым зеркалом. Определите расстояние до изображения и фокусное расстояние зеркала.

Декартовы знаки для сферического зеркала, класс 10, наука NCERT
Декартовы знаки для сферического зеркала, класс 10, наука NCERT

Соглашение о декартовых знаках: В случае сферического зеркала все знаки берутся с полюса сферического зеркала, который часто называют исходной или исходной точкой. Эта конвенция о знаках известна как Новая декартова конвенция о знаках.

Знак принимается как — (отрицательный) от полюса сферического зеркала по направлению к объекту вдоль главной оси. Это означает, что перед сферическим зеркалом знак всегда принимается как — (отрицательный). Например; расстояние до объекта всегда принимается как — (отрицательное) в случае обоих типов сферических зеркал, т.е. вогнутых и выпуклых зеркал.

Знак за сферическим зеркалом принимается как + (плюс). Например, если изображение формируется за зеркалом, расстояние изображения принимается как + (положительное) от полюса вдоль главной оси.

Высота принимается равной + (положительное значение) над главной осью и принимается как — (отрицательное значение) ниже главной оси.

Рис. Конвенция о декартовых знаках

Знак на корпусе вогнутого зеркала:

Поскольку объект всегда находится перед зеркалом, расстояние до объекта считается отрицательным.

Поскольку центр кривизны и фокус находятся перед вогнутым зеркалом, поэтому радиус кривизны и фокусное расстояние в случае вогнутого зеркала принимаются отрицательными.

Когда изображение формируется перед зеркалом, расстояние изображения принимается как — (отрицательное), а когда изображение формируется за зеркалом, расстояние изображения принимается как + (положительное).

Высота изображения принимается как положительная в случае прямого изображения и принимается как отрицательная в случае перевернутого изображения.

Знак в корпусе выпуклого зеркала:

Поскольку объект всегда находится перед зеркалом, расстояние до объекта считается отрицательным.

Поскольку центр кривизны и фокус находится за выпуклым зеркалом, поэтому радиус кривизны и фокусное расстояние принимаются равными + (положительным) в случае выпуклого зеркала.

В случае выпуклого зеркала изображение всегда формируется за зеркалом, поэтому расстояние до изображения считается положительным.

В случае выпуклого зеркала всегда формируется прямое изображение, поэтому высота изображения считается положительной.

Формула зеркала:

Формула зеркала показывает соотношение между расстоянием до объекта, расстоянием до изображения и фокусным расстоянием в случае сферического зеркала.Все расстояния отсчитываются от полюса зеркала.

Расстояние до объекта обозначено «u»
Расстояние до изображения обозначено «v»
Фокусное расстояние обозначено f

`1 / v-1 / u = 1 / f`

Зная любые два, можно вычислить третье по формуле зеркала.

Увеличение:

Увеличение — это относительное отношение размера изображения, формируемого сферическим зеркалом, к размеру объекта. Увеличение обычно обозначается буквой «м».

`текст (Увеличение м) = текст (Высота изображения h’) / текст (Высота объекта h) `

Или, `m = (h_i) / (h_o)`

Соотношение между увеличением, расстоянием до объекта и расстоянием до изображения:

`текст (Увеличение в м) = текст (Расстояние до изображения) / текст (Расстояние до объекта) = — v / u`

Таким образом, `m = (h ‘) / (h) = — v / u`

Где; m = увеличение, h ‘= высота изображения, h = высота объекта, v = расстояние до изображения и u = расстояние до объекта.

Авторские права © excellup 2014
Соглашение о знаках
в оптике — Physics Stack Exchange
Соглашение о знаках в оптике — Physics Stack Exchange
Сеть обмена стеком

Сеть Stack Exchange состоит из 177 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange

0

+0

Авторизоваться Зарегистрироваться

Physics Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для активных исследователей, ученых и студентов-физиков.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу
Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 7 лет, 10 месяцев назад

Просмотрено 15к раз
$ \ begingroup $
Почему знаковое соглашение используется при выводе формулы линзы и снова используется в числовых задачах? Не исчезнет ли вся идея условного обозначения знаков, если его использовать дважды?
Qmechanic ♦
149k2828 золотых знаков355355 серебряных знаков17611761 бронзовый знак

Создан 11 июл.
Мэдди Мэдди
5111 золотой знак11 серебряных знаков22 бронзовых знака
$ \ endgroup $ $ \ begingroup $
Если вы рассчитываете что-то вроде «Где находится изображение в этой настройке объектива?», В окончательном ответе не должно быть никаких «условностей».

«Изображение прямо здесь, где я указываю» $ \ leftarrow $, это утверждение объективно верно или неверно, оно не может зависеть от соглашения.

Следовательно, любые соглашения, которые вы используете в процессе вычисления этой вещи , не должны влиять на окончательный ответ . Вот почему условные обозначения обычно появляются дважды: один раз в определении количества и один раз в формуле, относящейся к этой величине. В окончательном ответе два использования отменяются. Так и должно быть.

Создан 10 мар.
Стив БирнсСтив Бирнс
15.3k11 золотых знаков4040 серебряных знаков7777 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ $ \ begingroup $
На самом деле в оптике есть два разных знака.Без каких-либо соглашений трудно разработать какое-либо универсальное научное утверждение (например, формулу), поэтому давайте сформулируем его здесь:

F — фокусное расстояние объектива, d — расстояние от линзы до объекта, с — расстояние от линзы до изображения.

1. Декартова знаковая конвенция

Формула малых линз:

1 / сек — 1 / d = 1 / F

Интерпретация: «кривизна после — кривизна до = кривизна добавлена».Это соглашение широко принято профессиональными оптиками, поскольку оно основано на идее «положительное = совместное распространение с направлением луча слева направо».

2. «Классическая» конвенция ученых знаков

Формула малых линз:

1 / сек + 1 / d = 1 / F

s> 0 и d> 0, если изображение и объекты реальны, и оба отрицательные, если оба виртуальны.

3. Без какого-либо соглашения о знаках вам придется использовать такую формулу:

± 1 / с ± 1 / d = ± 1 / F

В зависимости от типа объектива и положения объекта:

Выпуклая линза + 1 / F, вогнутая линза -1 / F;

Реальное изображение + 1 / с, виртуальное изображение -1 / с;

Веер расходящихся лучей (реальный объект) + 1 / d, веер сходящихся лучей (виртуальный объект) -1 / d.

Источники: http://www.nuffieldfoundation.org/practical-physics/longitudinal-lens-formula-and-sign-conventions https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%B7%D0%BD%D0 % B0% D0% BA% D0% BE% D0% B2_% 28% D0% B2_% D0% BE% D0% BF% D1% 82% D0% B8% D0% BA% D0% B5% 29

Создан 11 мар.
Нордик
49622 серебряных знака55 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ 2 $ \ begingroup $
Знаки условного обозначения важны при определении количества.Итак, уравнение формулы тонкой линзы (найдено здесь):

$ \ frac 1 f = \ frac 1 {s ‘} + \ frac 1 s $

Это даст вам правильные результаты, только если вы будете следовать правильным соглашениям о знаках. В этом случае вы принимаете линзу равной 0, а затем все, что слева, является отрицательным (обычно объект), а все, что справа, отрицательным. Это также важно, если у вас положительный или отрицательный объектив. Вы должны использовать то же соглашение о знаках, чтобы ваш вывод был последовательным.
Джимми360
3,8181212 серебряных знаков3434 бронзовых знака

Создан 11 июл.
янкифан11
1,69833 золотых знака1414 серебряных знаков3131 бронзовый знак
$ \ endgroup $ 1 $ \ begingroup $
Да , будет, что — это вся идея.Причина в том, что все должны получить один и тот же физический ответ, независимо от обозначения знаков.

Проблема в том, что вы можете свободно выбирать положительный радиус кривизны для выпуклых или вогнутых поверхностей, положительные фокусные расстояния для сходящейся или расходящейся линзы и т. Д., Поэтому соглашения являются необходимыми стандартами в рамках текста или сообщества.

Создан 12 мар.
RolRol
58211 золотой знак66 серебряных знаков1717 бронзовых знаков
$ \ endgroup $ $ \ begingroup $
Фактически, при выводе формулы производителя линз мы применяем соглашение о знаках (декартово соглашение о знаках) дважды.Таким образом, он отменяется при выводе. Таким образом, в задаче, когда мы снова применяем соглашение о знаках, мы получаем правильный ответ в соответствии с соглашением о знаках.

Но лично для меня классическая конвенция знаков намного легче соблюдать и решать проблемы. Я использую следующее соглашение о знаках для линз: i) Расстояния реального объекта, реального изображения и реального фокуса (фокусного расстояния) положительны, если не отрицательны. ii) Если основной фокус находится в более плотной среде, фокусное расстояние положительное. iii) Если падающий луч отклоняется к главной оси после преломления, то изображение является реальным, а если оно отклоняется, то изображение является виртуальным.

Создан 11 окт.
$ \ endgroup $ Очень активный вопрос . Заработайте 10 репутации, чтобы ответить на этот вопрос. Требование репутации помогает защитить этот вопрос от спама и отсутствия ответов.Physics Stack Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript
Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Почему использование знаковых соглашений в лучевой оптике обобщает формулы?

Это потому, что без соглашения о знаках даже направление, местоположение должны стать частью или компонентом уравнения.Таким образом, только для одной линзы вам, возможно, придется запомнить 4 или более формул, но если принять во внимание соглашение о знаках, то в качестве переменных в уравнении вы выбираете не просто величины, но и величины с направлением.

Для примера возьмем формулу зеркала:

В учебнике может быть сказано: $$ 1 / f = 1 / v + 1 / u $$ в виде общей формулы.

Но, допустим, тогда вы не использовали соглашение: та же формула для вогнутого зеркала с объектом на той же стороне, что и падающий свет: $ 1 / f = 1 / u + — 1 / v $
(+/- в зависимости от местоположения изображения, которое, в свою очередь, зависит от местоположения объекта)

для выпуклого зеркала: $ -1 / f = 1 / u — 1 / v $

для вогнутого зеркала, но объект в фокусе: $ 1 / f = 1 / u — 1 / v $

для вогнутого зеркала с объектом ниже главной оси $ 1 / f = -1 / u + — 1 / v $ и многое другое……

Что касается других заданных вами примеров:

Уравнения движения Галилея и уравнения движения снаряда зависят от соглашения о декартовых координатах,

в уравнениях с участием заряда а в электричестве направление электронов считается отрицательным, а противоположное направление считается положительным (что является направлением тока — опять же по соглашению) вместо двух уравнений — одного для протонов и одного для электронов. Итак, вы понимаете — почему условные обозначения дают обобщенные формулы !!! (Надеюсь, на хорошем примере) Посмотрите, как они «волшебным образом», но логически становятся одним целым.

И практически для всех уравнений физики, включающих векторы, у вас есть 2 варианта:

1) Создавайте разнообразные формулы с учетом всех возможных направлений — где переменные уравнений представляют только величину — что означает, что у вас есть формулы, которые в 100 раз больше, чем мы знаем прямо сейчас (не верьте числу «100 раз» — просто чтобы дать ты идея)

2) Создайте уравнения, в которых переменные без направления являются частью уравнения (в основном это означает, что переменная говорит, что x также включает направление), а затем изучите простое соглашение, которое дает вам часть направления, и вставьте число с направлением, заданным как соглашение в уравнение.

Второй способ оказывается намного проще и практичнее. Второй метод и соглашения о знаках в основном обобщают формулы, потому что они игнорируют различия, возникающие из-за множества направлений, которые могут иметь векторы.

2.2 Сферические зеркала — Университетская физика, Том 3

Задачи обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите формирование изображения сферическими зеркалами.

Используйте лучевые диаграммы и уравнение зеркала, чтобы вычислить свойства изображения в сферическом зеркале.

Изображение в плоском зеркале имеет тот же размер, что и объект, находится в вертикальном положении и находится на том же расстоянии за зеркалом, что и объект перед зеркалом. С другой стороны, изогнутое зеркало может формировать изображения, которые могут быть больше или меньше, чем объект, и могут формироваться либо перед зеркалом, либо за ним. В общем, любая изогнутая поверхность образует изображение, хотя некоторые изображения могут быть настолько искажены, что их невозможно распознать (подумайте о зеркалах в стиле забавных домиков).

Поскольку изогнутые зеркала могут создавать такое богатое разнообразие изображений, они используются во многих оптических устройствах, которые находят множество применений.Мы сконцентрируемся на сферических зеркалах по большей части, потому что их легче изготовить, чем зеркала, такие как параболические зеркала, и поэтому они более распространены.

Изогнутые зеркала

Мы можем определить два основных типа сферических зеркал. Если отражающей поверхностью является внешняя сторона сферы, зеркало называется выпуклым зеркалом. Если внутренняя поверхность является отражающей поверхностью, ее называют вогнутым зеркалом.

Симметрия — один из основных отличительных признаков многих оптических устройств, включая зеркала и линзы.Ось симметрии таких оптических элементов часто называют главной осью или оптической осью. Для сферического зеркала оптическая ось проходит через центр кривизны зеркала и вершину зеркала, как показано на рисунке 2.5.

Рис. 2.5 Сферическое зеркало получают путем вырезания части сферы и серебрения внутренней или внешней поверхности. Вогнутое зеркало имеет посеребрение на внутренней поверхности (вспомните «пещера»), а выпуклое зеркало имеет серебрение на внешней поверхности.

Рассмотрим лучи, параллельные оптической оси параболического зеркала, как показано в части (а) рисунка 2.6. Следуя закону отражения, эти лучи отражаются так, что они сходятся в точке, называемой фокусной точкой. Часть (b) этого рисунка показывает сферическое зеркало, которое больше по сравнению с его радиусом кривизны. В этом зеркале отраженные лучи не пересекаются в одной и той же точке, поэтому зеркало не имеет четко определенной точки фокусировки. Это называется сферической аберрацией и приводит к нечеткому изображению протяженного объекта.Часть (c) показывает сферическое зеркало, которое мало по сравнению с его радиусом кривизны. Это зеркало является хорошим приближением параболического зеркала, поэтому лучи, приходящие параллельно оптической оси, отражаются в четко определенную точку фокусировки. Расстояние по оптической оси от зеркала до фокальной точки называется фокусным расстоянием зеркала.

Рис. 2.6 (a) Параллельные лучи, отраженные от параболического зеркала, пересекаются в единственной точке, называемой фокусной точкой F . (б) Параллельные лучи, отраженные от большого сферического зеркала, не пересекаются в одной общей точке.(c) Если сферическое зеркало мало по сравнению с его радиусом кривизны, оно лучше приближается к центральной части параболического зеркала, поэтому параллельные лучи по существу пересекаются в общей точке. Расстояние по оптической оси от зеркала до фокальной точки равно фокусному расстоянию f зеркала.

Выпуклое сферическое зеркало также имеет точку фокусировки, как показано на рисунке 2.7. Падающие лучи, параллельные оптической оси, отражаются от зеркала и, кажется, исходят из точки F на фокусном расстоянии f позади зеркала.Таким образом, точка фокусировки виртуальна, потому что на самом деле через нее не проходят никакие настоящие лучи; они только кажутся исходящими от него.

Рис. 2.7 (a) Лучи, отраженные выпуклым сферическим зеркалом: падающие лучи света, параллельные оптической оси, отражаются от выпуклого сферического зеркала и, кажется, исходят из четко определенной точки фокуса на фокусном расстоянии f на противоположной стороне. сторона зеркала. Точка фокусировки виртуальная, потому что через нее не проходят настоящие лучи. (б) Фотография виртуального изображения, образованного выпуклым зеркалом.(кредит b: модификация работы Дженни Даунинг)

Как соотносится фокусное расстояние зеркала с радиусом кривизны зеркала? На рис. 2.8 показан одиночный луч, отраженный сферическим вогнутым зеркалом. Падающий луч параллелен оптической оси. Точка, в которой отраженный луч пересекает оптическую ось, является точкой фокусировки. Обратите внимание, что все падающие лучи, параллельные оптической оси, отражаются через точку фокусировки — для простоты мы показываем только один луч. Мы хотим выяснить, как фокусное расстояние FP (обозначается f ) соотносится с радиусом кривизны зеркала R , длина которого равна R = CF + FPR = CF + FP.Закон отражения говорит нам, что углы OXC и CXF одинаковы, и поскольку падающий луч параллелен оптической оси, углы OXC и XCP также совпадают. Таким образом, треугольник CXF представляет собой равнобедренный треугольник с CF = FXCF = FX. Если угол θθ мал (так что sinθ≈θsinθ≈θ; это называется «малоугловым приближением»), то FX≈FPFX≈FP или CF≈FPCF≈FP. Подставляя это в уравнение для радиуса R , получаем
R = CF + FP = FP + FP = 2FP = 2fR = CF + FP = FP + FP = 2FP = 2f
Рисунок 2.8 Отражение в вогнутом зеркале. В малоугловом приближении луч, параллельный оптической оси CP , отражается через точку фокусировки F зеркала.

Другими словами, в малоугловом приближении фокусное расстояние f вогнутого сферического зеркала составляет половину его радиуса кривизны, R :

В этой главе мы предполагаем, что малоугловое приближение (также называемое параксиальным приближением) всегда справедливо.В этом приближении все лучи являются параксиальными лучами, что означает, что они составляют небольшой угол с оптической осью и находятся на расстоянии, намного меньшем, чем радиус кривизны от оптической оси. В этом случае их углы отражения θθ являются небольшими углами, поэтому sinθ≈tanθ≈θsinθ≈tanθ≈θ.

Использование трассировки лучей для поиска изображений

Чтобы найти местоположение изображения, сформированного сферическим зеркалом, мы сначала используем трассировку лучей, которая представляет собой метод рисования лучей и использование закона отражения для определения отраженных лучей (позже для линз мы используем закон преломления для определения преломленных лучей).В сочетании с некоторой базовой геометрией мы можем использовать трассировку лучей, чтобы найти фокус, местоположение изображения и другую информацию о том, как зеркало управляет светом. Фактически, мы уже использовали трассировку лучей выше, чтобы определить фокус сферических зеркал или расстояние до изображения плоских зеркал. Чтобы найти изображение объекта, вы должны найти как минимум две точки изображения. Для определения местоположения каждой точки необходимо провести по крайней мере два луча из точки на объекте и построить их отраженные лучи. Точка пересечения отраженных лучей в реальном или виртуальном пространстве — это место, где находится соответствующая точка изображения.Чтобы упростить трассировку лучей, мы сконцентрируемся на четырех «основных» лучах, отражения которых легко построить.

На рис. 2.9 показаны вогнутое и выпуклое зеркало, перед каждым из которых находится объект в форме стрелки. Это объекты, изображения которых мы хотим найти с помощью трассировки лучей. Для этого мы проводим лучи из точки Q , которая находится на объекте, но не на оптической оси. Мы выбираем рисовать наш луч от кончика объекта. Главный луч 1 идет от точки Q параллельно оптической оси.Как обсуждалось выше, отражение этого луча должно проходить через точку фокусировки. Таким образом, для вогнутого зеркала отражение главного луча 1 проходит через точку фокусировки F , как показано в части (b) рисунка. Для выпуклого зеркала обратное продолжение отражения главного луча 1 проходит через точку фокусировки (т.е. виртуальный фокус). Главный луч 2 сначала проходит по линии, проходящей через точку фокусировки, а затем отражается обратно по линии, параллельной оптической оси.Главный луч 3 движется к центру кривизны зеркала, поэтому он падает на зеркало при нормальном падении и отражается обратно вдоль линии, откуда он пришел. Наконец, главный луч 4 попадает в вершину зеркала и отражается симметрично относительно оптической оси.

Рис. 2.9. Четыре основных луча, показанные для (а) вогнутого зеркала и (б) для выпуклого зеркала. Изображение формируется там, где пересекаются лучи (для реальных изображений) или где их обратные продолжения пересекаются (для виртуальных изображений).

Четыре главных луча пересекаются в точке Q’Q ‘, где находится изображение точки Q . Чтобы найти точку Q′Q ′, достаточно нарисовать любые два из этих основных лучей. Таким образом, мы можем выбрать любой из основных лучей, по нашему желанию, для определения местоположения изображения. Иногда полезно рисовать более двух основных лучей, чтобы проверить правильность трассировки лучей.

Чтобы полностью найти расширенное изображение, нам нужно найти вторую точку на изображении, чтобы мы знали, как изображение ориентировано.Для этого мы прослеживаем основные лучи от основания объекта. В этом случае все четыре основных луча бегут вдоль оптической оси, отражаются от зеркала, а затем возвращаются назад вдоль оптической оси. Сложность в том, что, поскольку эти лучи коллинеарны, мы не можем определить единственную точку их пересечения. Все, что мы знаем, это то, что основание изображения находится на оптической оси. Однако, поскольку зеркало симметрично сверху вниз, оно не меняет вертикальную ориентацию объекта.Таким образом, поскольку объект вертикальный, изображение должно быть вертикальным. Следовательно, изображение основания объекта находится на оптической оси непосредственно над изображением кончика, как показано на рисунке.

Для вогнутого зеркала расширенное изображение в этом случае формируется между точкой фокусировки и центром кривизны зеркала. Он перевернут по отношению к объекту, является реальным изображением и меньше самого объекта. Если бы мы переместили объект ближе или дальше от зеркала, характеристики изображения изменились бы.Например, в следующем упражнении мы покажем, что объект, помещенный между вогнутым зеркалом и его точкой фокусировки, приводит к виртуальному изображению, которое находится в вертикальном положении и больше, чем объект. Для выпуклого зеркала расширенное изображение формируется между точкой фокусировки и зеркалом. Он расположен вертикально по отношению к объекту, представляет собой виртуальное изображение и меньше самого объекта.

Сводка правил трассировки лучей

Трассировка лучей очень полезна для зеркал. Правила трассировки лучей приведены здесь для справки:

Луч, идущий параллельно оптической оси сферического зеркала, отражается вдоль линии, проходящей через точку фокусировки зеркала (луч 1 на рисунке 2.9).

Луч, проходящий по линии, проходящей через точку фокусировки сферического зеркала, отражается вдоль линии, параллельной оптической оси зеркала (луч 2 на рисунке 2.9).

Луч, проходящий по линии, проходящей через центр кривизны сферического зеркала, отражается обратно по той же линии (луч 3 на рисунке 2.9).

Луч, падающий на вершину сферического зеркала, отражается симметрично относительно оптической оси зеркала (луч 4 на рисунке 2.9).

Мы используем трассировку лучей, чтобы проиллюстрировать, как изображения формируются зеркалами, и получить числовую информацию об оптических свойствах зеркала. Если мы предположим, что зеркало мало по сравнению с его радиусом кривизны, мы также можем использовать алгебру и геометрию, чтобы вывести уравнение зеркала, что мы и сделаем в следующем разделе. Комбинирование трассировки лучей с уравнением зеркала — хороший способ анализа зеркальных систем.

Формирование изображения путем отражения — уравнение зеркала

Для плоского зеркала мы показали, что сформированное изображение имеет ту же высоту и ориентацию, что и объект, и находится на том же расстоянии за зеркалом, что и объект перед зеркалом.Хотя для изогнутых зеркал ситуация немного сложнее, использование геометрии приводит к простым формулам, связывающим расстояние до объекта и изображения с фокусными расстояниями вогнутых и выпуклых зеркал.

Рассмотрим объект OP , показанный на рисунке 2.10. Центр кривизны зеркала обозначен C и находится на расстоянии R от вершины зеркала, как показано на рисунке. Расстояние до объекта и изображения обозначается dodo и didi, а высота объекта и изображения обозначается hoho и hihi соответственно.Поскольку углы ϕϕ и ϕ′ϕ ′ являются альтернативными внутренними углами, мы знаем, что они имеют одинаковую величину. Однако они должны отличаться по знаку, если мы измеряем углы от оптической оси, поэтому ϕ = −ϕ′ϕ = −ϕ ′. Аналогичный сценарий имеет место для углов θθ и θ′θ ′. Закон отражения говорит нам, что они имеют одинаковую величину, но их знаки должны отличаться, если мы измеряем углы от оптической оси. Таким образом, θ = −θ′θ = −θ ′. Взяв тангенс углов θθ и θ′θ ′ и используя свойство tan (−θ) = — tanθtan (−θ) = — tanθ, получаем
tanθ = hodotanθ ′ = — tanθ = hidi} hodo = −hidior − hohi = dodi.tanθ = hodotanθ ′ = — tanθ = hidi} hodo = −hidior − hohi = dodi.
2,3

Рисунок 2.10 Изображение, сформированное вогнутым зеркалом.

Аналогично, касательная к ϕϕ и ϕ′ϕ ′ дает
tanϕ = hodo − Rtanϕ ′ = — tanϕ = hiR − di} hodo − R = −hiR − dior − hohi = do − RR − di.tanϕ = hodo − Rtanϕ ′ = — tanϕ = hiR − di} hodo − R = — hiR − dior − hohi = do − RR − di.
Объединение этих двух результатов дает
dodi = do-RR-di.dodi = do-RR-di.
После небольшой алгебры это становится
1do + 1di = 2R. 1do + 1di = 2R.
2,4

Для этого результата не требуется приближения, поэтому он точен.Однако, как обсуждалось выше, в малоугловом приближении фокусное расстояние сферического зеркала составляет половину радиуса кривизны зеркала, или f = R / 2f = R / 2. Вставка этого в уравнение 2.3 дает уравнение для зеркала : :
. 1do + 1di = 1f. 1do + 1di = 1f.
2,5

Уравнение зеркала связывает расстояние до изображения и объекта с фокусным расстоянием и действительно только в малоугловом приближении. Хотя он был получен для вогнутого зеркала, он также справедлив и для выпуклых зеркал (доказательство этого оставлено в качестве упражнения).Мы можем расширить уравнение зеркала на случай плоского зеркала, отметив, что плоское зеркало имеет бесконечный радиус кривизны. Это означает, что точка фокусировки находится на бесконечности, поэтому уравнение зеркала упрощается до

, которое совпадает с уравнением 2.1, полученным ранее.

Обратите внимание, что мы очень внимательно относились к знакам при выводе уравнения зеркала. Для плоского зеркала расстояние до изображения имеет знак, противоположный расстоянию до объекта. Кроме того, реальное изображение, сформированное вогнутым зеркалом на рисунке 2.10 находится на противоположной стороне от оптической оси по отношению к объекту. В этом случае высота изображения должна иметь знак, противоположный высоте объекта. Чтобы отслеживать знаки различных величин в уравнении зеркала, мы теперь вводим соглашение о знаках.

Условные обозначения для сферических зеркал

Использование согласованного соглашения о знаках очень важно в геометрической оптике. Он присваивает положительные или отрицательные значения для величин, характеризующих оптическую систему.Понимание соглашения о знаках позволяет описывать изображение без построения лучевой диаграммы. В этом тексте используется следующее соглашение о знаках:

Фокусное расстояние f положительно для вогнутых зеркал и отрицательно для выпуклых зеркал.

Расстояние до изображения didi положительно для реальных изображений и отрицательно для виртуальных изображений.

Обратите внимание, что правило 1 означает, что радиус кривизны сферического зеркала может быть положительным или отрицательным. Что значит иметь отрицательный радиус кривизны? Это просто означает, что радиус кривизны выпуклого зеркала определяется как отрицательный.

Увеличение изображения

Давайте воспользуемся соглашением о знаках для дальнейшей интерпретации вывода зеркального уравнения. При выводе этого уравнения мы обнаружили, что высота объекта и изображения связаны соотношением
−hohi = доди. −hohi = доди.
2,7

См. Уравнение 2.3. И объект, и изображение, сформированное зеркалом на рис. 2.10, реальны, поэтому расстояния между объектом и изображением положительны. Самая высокая точка объекта находится над оптической осью, поэтому высота объекта положительна.Однако изображение находится ниже оптической оси, поэтому высота изображения отрицательная. Таким образом, это соглашение о знаках согласуется с нашим выводом уравнения зеркала.

Уравнение 2.7 фактически описывает линейное увеличение (часто называемое просто «увеличением») изображения с точки зрения расстояния до объекта и изображения. Таким образом, мы определяем безразмерное увеличение м следующим образом:

Если m положительно, изображение будет вертикальным, а если m отрицательно, изображение инвертировано.Если | m |> 1 | m |> 1, изображение больше объекта, а если | m | <1 | m | <1, изображение меньше объекта. При таком определении увеличения мы получаем следующее соотношение между вертикальным и горизонтальным объектом и расстояниями между изображениями:
m = hiho = -dido.m = hiho = -dido.
2,9

Это очень полезное соотношение, потому что оно позволяет вам получить увеличение изображения от объекта и расстояния до изображения, которые вы можете получить из уравнения зеркала.

Пример 2.1

Солнечная электрическая генерирующая система
Одна из солнечных технологий, используемых сегодня для выработки электричества, включает устройство (называемое параболическим желобом или концентрирующим коллектором), которое концентрирует солнечный свет на почерневшей трубе, содержащей жидкость. Эта нагретая жидкость перекачивается в теплообменник, где тепловая энергия передается другой системе, которая используется для генерации пара и, в конечном итоге, вырабатывает электричество посредством обычного парового цикла. На рисунке 2.11 показана такая рабочая система в южной Калифорнии.Настоящее зеркало представляет собой параболический цилиндр с фокусом на трубе; однако мы можем приблизительно представить зеркало как ровно четверть кругового цилиндра.
Рисунок 2.11 Коллекторы с параболическим желобом используются для выработки электроэнергии в южной Калифорнии. (кредит: «kjkolb» / Wikimedia Commons)

Если мы хотим, чтобы солнечные лучи фокусировались на расстоянии 40,0 см от зеркала, каков радиус зеркала?

Какое количество солнечного света сконцентрировано на трубе на метр длины трубы при условии, что инсоляция (падающее солнечное излучение) составляет 900 Вт / м2Вт / м2?

Если трубка для жидкости имеет 2.Диаметр 00 см, каково повышение температуры жидкости на метр трубы за 1 минуту? Предположим, что все солнечное излучение, падающее на отражатель, поглощается трубой, а жидкость представляет собой минеральное масло.

Стратегия
Сначала определите задействованные физические принципы. Часть (а) относится к оптике сферических зеркал. Часть (b) включает небольшую математику, в первую очередь геометрию. Часть (c) требует понимания тепла и плотности.
Решение

Солнце — это объект, поэтому расстояние до объекта практически бесконечно: do = ∞do = ∞.Желаемое расстояние изображения: di = 40,0 см, di = 40,0 см. Мы используем уравнение зеркала, чтобы найти фокусное расстояние зеркала: 1do + 1di = 1ff = (1do + 1di) −1 = (1∞ + 140,0 см) −1 = 40,0 см 1do + 1di = 1ff = (1do + 1di) −1 = (1∞ + 140,0 см) −1 = 40,0 см Таким образом, радиус зеркала R = 2f = 80,0 см R = 2f = 80,0 см.

Инсоляция 900 Вт / м2Вт / м2. Вы должны найти площадь поперечного сечения A вогнутого зеркала, так как передаваемая мощность составляет 900 Вт / м2 × AW / м2 × A. Зеркало в этом случае оценивается как четверть сечения цилиндра, поэтому площадь зеркала длиной L и составляет A = 14 (2πR) LA = 14 (2πR) L.Тогда участок длиной 1,00 м A = π2R (1,00 м) = (3,14) 2 (0,800 м) (1,00 м) = 1,26 м2. A = π2R (1,00 м) = (3,14) 2 (0,800 м) (1,00 м) = 1,26 м2. Изоляция на трубе длиной 1,00 м затем (9,00 × 102Втм2) (1,26м2) = 1130Вт. (9,00 × 102Втм2) (1,26м2) = 1130Вт.

Повышение температуры определяется как Q = mcΔTQ = mcΔT. Масса м нефтепродуктов в метровом участке трубы составляет m = ρV = ρπ (d2) 2 (1,00 м) = (8,00 × 102 кг / м3) (3,14) (0,0100 м) 2 (1,00 м) = 0,251 кгм = ρV = ρπ (d2) 2 (1,00 м) = ( 8,00 × 102 кг / м3) (3,14) (0,0100 м) 2 (1.00м) = 0,251 кг Следовательно, повышение температуры за одну минуту — это ΔT = Q / mc = (1130 Вт) (60,0 с) (0,251 кг) (1670 Дж · кг / ° C) = 162 ° C ΔT = Q / mc = (1130 Вт) (60,0 с) (0,251 кг) (1670 Дж · кг / ° С) = 162 ° С

Значение
Множество таких труб в калифорнийской пустыне может обеспечить тепловую мощность 250 МВт в солнечный день, при этом температура жидкости достигает 400 ° C — 400 ° C. Мы рассматриваем здесь только один метр трубы и игнорируем тепловые потери по трубе.
Пример 2.2

Изображение в выпуклом зеркале
Кератометр — это устройство, используемое для измерения кривизны роговицы глаза, особенно для подбора контактных линз.Свет отражается от роговицы, которая действует как выпуклое зеркало, и кератометр измеряет увеличение изображения. Чем меньше увеличение, тем меньше радиус кривизны роговицы. Если источник света находится на расстоянии 12 см от роговицы, а увеличение изображения составляет 0,032, каков радиус кривизны роговицы?
Стратегия
Если вы найдете фокусное расстояние выпуклого зеркала, образованного роговицей, то вы узнаете его радиус кривизны (это в два раза больше фокусного расстояния).Расстояние до объекта do = 12cmdo = 12cm, а увеличение m = 0,032m = 0,032. Сначала найдите расстояние до изображения didi, а затем решите фокусное расстояние f .
Решение
Начнем с уравнения увеличения, m = −di / dom = −di / do. Решение для didi и вставка заданных значений дает di = −mdo = — (0,032) (12 см) = — 0,384 см di = −mdo = — (0,032) (12 см) = — 0,384 см
, где мы сохранили дополнительную значащую цифру, потому что это промежуточный шаг в расчетах. Решите уравнение зеркала для фокусного расстояния f и вставьте известные значения для расстояний до объекта и изображения.Результат
1do + 1di = 1ff = (1do + 1di) −1 = (112 см + 1−0,384 см) −1 = −0,40 см1do + 1di = 1ff = (1do + 1di) −1 = (112 см + 1−0,384 см) — 1 = -0,40 см
Радиус кривизны в два раза больше фокусного расстояния, поэтому
R = 2f = -0,80 см R = 2f = -0,80 см
Значение
Фокусное расстояние отрицательное, поэтому фокус виртуальный, как и ожидалось для вогнутого зеркала и реального объекта. Найденный здесь радиус кривизны приемлем для роговицы. Расстояние от роговицы до сетчатки у взрослого глаза составляет около 2,0 см. На практике роговица может не иметь сферической формы, что усложняет подбор контактных линз.Обратите внимание, что расстояние до изображения здесь отрицательное, что соответствует тому факту, что изображение находится за зеркалом. Таким образом, изображение виртуально, потому что на самом деле через него не проходят лучи. В задачах и упражнениях вы покажете, что для фиксированного расстояния до объекта меньший радиус кривизны соответствует меньшему увеличению.
Стратегия решения проблем

Сферические зеркала

Шаг 1. Сначала убедитесь, что сферическое зеркало формирует изображение.

Шаг 2.Определите, требуется ли трассировка лучей, уравнение зеркала или и то, и другое. Скетч очень полезен, даже если трассировка лучей не требуется специально для этой задачи. Напишите на эскизе символы и известные значения.

Шаг 3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные).

Шаг 4. Составьте список того, что дано или может быть выведено из проблемы, как указано (определить известные).

Шаг 5. Если требуется трассировка лучей, используйте правила трассировки лучей, перечисленные в начале этого раздела.

Шаг 6. Большинство количественных задач требует использования зеркального уравнения. Используйте примеры в качестве руководства для использования уравнения зеркала.

Шаг 7. Проверьте, имеет ли ответ смысл. Соответствуют ли знаки расстояния до объекта, расстояния до изображения и фокусного расстояния тому, что ожидается от трассировки лучей? Знак увеличения правильный? Разумны ли расстояния между объектом и изображением?

Отклонение от малоугловой аппроксимации

Малоугловое приближение является краеугольным камнем приведенного выше обсуждения формирования изображения сферическим зеркалом.При нарушении этого приближения изображение, создаваемое сферическим зеркалом, искажается. Такое искажение называется аберрацией. Здесь мы кратко обсудим два конкретных типа аберраций: сферическую аберрацию и кому.

Сферическая аберрация

Рассмотрим широкий пучок параллельных лучей, падающих на сферическое зеркало, как показано на рисунке 2.12.

Рис. 2.12 (a) При сферической аберрации лучи, которые находятся дальше от оптической оси, и лучи, которые находятся ближе к оптической оси, фокусируются в разных точках.Обратите внимание, что аберрация усиливается для лучей, удаленных от оптической оси. (b) При коматической аберрации параллельные лучи, не параллельные оптической оси, фокусируются на разной высоте и на разных фокусных расстояниях, поэтому изображение содержит «хвост», как у кометы (что на латыни означает «кома»). Обратите внимание, что цветные лучи предназначены только для облегчения просмотра; цвета не указывают на цвет света.

Чем дальше от оптической оси падают лучи, тем хуже сферическое зеркало приближается к параболическому зеркалу.Таким образом, эти лучи не фокусируются в той же точке, что и лучи, которые находятся около оптической оси, как показано на рисунке. Из-за сферической аберрации изображение протяженного объекта в сферическом зеркале будет размытым. Сферические аберрации характерны для зеркал и линз, которые мы рассмотрим в следующем разделе этой главы (для устранения сферических аберраций необходимы более сложные зеркала и линзы).

Кома или коматическая аберрация

Кома похожа на сферическую аберрацию, но возникает, когда падающие лучи не параллельны оптической оси, как показано в части (b) рисунка 2.12. Напомним, что малоугловое приближение справедливо для сферических зеркал, которые малы по сравнению с их радиусом. В этом случае сферические зеркала являются хорошим приближением параболических зеркал. Параболические зеркала фокусируют все лучи, параллельные оптической оси в фокусной точке. Однако параллельные лучи, которые расположены на , а не на параллельны оптической оси, фокусируются на разной высоте и на разных фокусных расстояниях, как показано в части (b) на рисунке 2.12. Поскольку сферическое зеркало симметрично относительно оптической оси, различные цветные лучи на этом рисунке создают круги соответствующего цвета на фокальной плоскости.

Хотя сферическое зеркало показано в части (b) рисунка 2.12, коматическая аберрация возникает также и для параболических зеркал — она не является результатом нарушения в малоугловом приближении. Однако сферическая аберрация возникает только для сферических зеркал и является результатом нарушения в малоугловом приближении. Мы обсудим и кому, и сферическую аберрацию позже в этой главе в связи с телескопами.

Свет и оптика — Сферические зеркала
Свет и оптика — Сферические зеркала — Физика 299
«Современный компьютер парит между устаревшие и несуществующие »
Sydney Brenner

Пожалуй, самый распространенный повседневный опыт выпуклого зеркала является зеркало заднего вида со стороны пассажира в автомобиле.Как может быть видимый из приведенных выше диаграмм лучей изображение, которое вы видите в выпуклом зеркало всегда меньше объекта. Вы «знаете» типичный размер автомобиль или грузовик, настолько, что его «размер» подсказывает вам как далеко прочь (если вы видите крошечную машинку в зеркале, вы «знаете», что это далеко далеко). Таким образом, если автомобиль «выглядит меньше» из-за выпуклый зеркало, заставит вас думать, что автомобиль находится дальше от зеркало чем есть на самом деле, следовательно, предупреждение «объекты зеркало ближе, чем кажется »и связанный видео.

Уравнение зеркала . Для объектов, размещенных близко к в главная ось расстояние объекта от вершины зеркало (p) расстояние изображения от вершины зеркала (q) а также фокусное расстояние (f) связано следующим уравнением:

Увеличение . Увеличение (м) определяется по,

Условные обозначения. Для использования в Приведенные выше формулы должны соблюдаться следующие условные обозначения.

ЗНАК

+

–

f — фокусное расстояние

вогнутая

выпуклый

p — расстояние до объекта

Реальный

Виртуальный

q — расстояние до изображения

Реальный

Виртуальный

м — увеличение

Изображение в вертикальном положении

Перевернутое изображение

Свойства изображения. Есть четыре основных характеристики, зависит от положения объекта, как указано в Таблица ниже. Эти свойства можно проверить графически. или по используя зеркало уравнение и определение увеличения.

Зеркало

Расположение объекта

Расположение изображения

Тип

Ориентация

Относительный размер

ПОДГОЛОВКА

На бесконечности

по телефону

Реальный

перевернутый

Меньший

ПОДГОЛОВКА

Beyond C

Между F и C

Реальный

перевернутый

Меньший

ПОДГОЛОВКА

В C

В C

Реальный

перевернутый

Тот же размер

ПОДГОЛОВКА

Между C и F

Beyond C

Реальный

перевернутый

Больше

ПОДГОЛОВКА

по телефону

На бесконечности

Нет изображения

Нет изображения

Нет изображения

ПОДГОЛОВКА

Ближе, чем F

За зеркалом

Виртуальный

Вертикальный

Больше

ВЫПУСКНОЙ

Где угодно

За зеркалом

Виртуальный

Вертикальный

Меньший

Что а световой год?
Одна треть меньше калорий, чем в обычный год.
(Очень забавный)

Доктор К. Л. Дэвис
Физический факультет
Университет Луисвилля
электронная почта : [email protected]

Что такое декартово знаковое соглашение, используемое для сферической физики класса 12 CBSE
— Подсказка. Здесь мы будем рисовать диаграмму знаков, которая будет представлять знак в соответствии с положением объекта.По этой знаковой диаграмме определяются все знаки важных параметров, таких как радиус кривизны, фокусное расстояние и т. Д.
Полное пошаговое решение —

Декартовы знаки в случае вогнутого зеркала:
$ 1. $ Так как объект всегда помещается перед зеркалом, поэтому расстояние до объекта принимается отрицательным.
$ 2. $ Так как центр кривизны C и фокус F лежат перед вогнутым зеркалом, поэтому радиус кривизны и фокусное расстояние принимаются отрицательными в случае вогнутого зеркала.
$ 3. $ Когда изображение формируется перед зеркалом, расстояние изображения принимается как отрицательное, а когда изображение формируется за зеркалом, расстояние изображения принимается как положительное.
$ 4. $ Высота изображения принимается положительной в случае прямого изображения и принимается как отрицательная в случае перевернутого изображения.
Декартово соглашение о знаках в случае выпуклого зеркала:
$ 1. $ Поскольку объект всегда помещается перед зеркалом, расстояние до объекта считается отрицательным.
$ 2. $ Так как центр кривизны C и фокус F находятся за выпуклым зеркалом, поэтому радиус кривизны и фокусное расстояние принимаются положительными в случае выпуклого зеркала.
$ 3. $ В случае выпуклого зеркала изображение всегда формируется за зеркалом, поэтому расстояние до изображения принимается положительным.
$ 4. $ В случае выпуклого зеркала всегда формируется прямое изображение, поэтому высота изображения всегда принимается как положительная.

ЗНАК	+	–
f — фокусное расстояние	вогнутая	выпуклый
p — расстояние до объекта	Реальный	Виртуальный
q — расстояние до изображения	Реальный	Виртуальный
м — увеличение	Изображение в вертикальном положении	Перевернутое изображение

Зеркало	Расположение объекта	Расположение изображения	Тип	Ориентация	Относительный размер
ПОДГОЛОВКА	На бесконечности	по телефону	Реальный	перевернутый	Меньший
ПОДГОЛОВКА	Beyond C	Между F и C	Реальный	перевернутый	Меньший
ПОДГОЛОВКА	В C	В C	Реальный	перевернутый	Тот же размер
ПОДГОЛОВКА	Между C и F	Beyond C	Реальный	перевернутый	Больше
ПОДГОЛОВКА	по телефону	На бесконечности	Нет изображения	Нет изображения	Нет изображения
ПОДГОЛОВКА	Ближе, чем F	За зеркалом	Виртуальный	Вертикальный	Больше

ВЫПУСКНОЙ	Где угодно	За зеркалом	Виртуальный	Вертикальный	Меньший

Примеры конвенции в природе и технике

Конвекция. Примеры конвекции в природе и технике

Примеры теплообмена в природе и технике

Конвекция в природе и технике

Статья по физике на тему: Конвекция читать

ПЛАН — КОНСПЕКТ УРОКА ФИЗИКИ

Оборудование и оснащение урока:

Научно исследовательская работа

Предисловие.

«В чем секрет термоса»

Ребенок у магнитной доски строит схему:

Будем изучать физику вместе

энергия, потенциальная

Строение вещества. Тепловые явления

Тема урока: «Плавления и отвердевания тел»

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

экспериментальное, исследовательское,

Инструкция по выполнению работы

72 ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Методическая разработка урока физики

УДК :53 ББК 22.

Тема урока: Плотность

Тема 1.2. Теплопередача и её виды.

7 КЛАСС. ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА.

8 класс Тепловые явления

К УЧЕНИКУ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Конспект урока по теме:

План урока. Время, мин

8 класса. Тема 1: «Тепловые явления»

Изучение почвы. Основные компоненты почвы

Конвекция — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Конвекция в жидкости

Конвекция газов

Адиабатический гра­диент

Примеры конвекции

Картинки (фото, рисунки)

Рис. 58. Конвекция (а — в жидкости; б — в газе)

Доклад на тему конвекция по физике 7 класс

Сообщение проявление конвекции в е и техники

Примеры про конвенкцию

Что такое конвенция в физике

Конвекция в газах опыт примеры

Учебное пособие по физике: Уравнение зеркала

Пример проблемы № 1

Пример проблемы № 2

Декартовы знаки для сферического зеркала, класс 10, наука NCERT

Знак на корпусе вогнутого зеркала:

Знак в корпусе выпуклого зеркала:

Формула зеркала:

Увеличение:

в оптике — Physics Stack Exchange

Сеть обмена стеком

Почему использование знаковых соглашений в лучевой оптике обобщает формулы?

2.2 Сферические зеркала — Университетская физика, Том 3

Задачи обучения

Изогнутые зеркала

Использование трассировки лучей для поиска изображений

Сводка правил трассировки лучей

Формирование изображения путем отражения — уравнение зеркала

Условные обозначения для сферических зеркал

Увеличение изображения

Пример 2.1

Солнечная электрическая генерирующая система

Стратегия

Решение

Значение

Пример 2.2

Изображение в выпуклом зеркале

Стратегия

Решение

Значение

Стратегия решения проблем

Сферические зеркала

Отклонение от малоугловой аппроксимации

Сферическая аберрация

Кома или коматическая аберрация

Свет и оптика — Сферические зеркала

Что такое декартово знаковое соглашение, используемое для сферической физики класса 12 CBSE

Добавить комментарий Отменить ответ

Адиабатический градиент