Задание 1. О самых обыкновенных очках. Ни одна вещь на свете

Задание 1. О самых обыкновенных очках.
Ни одна вещь на свете не появляется сразу в готовом виде. И очки тоже не всегда были такими,
как теперь. Одно время вместо двух стекол использовали только одно. Иногда его изготавливали из
прозрачного горного хрусталя. Лупу не подносили к глазу, а клали на страницу. Лупа делала свое дело
– увеличивала буквы. Но она не могла увеличить сразу много букв. И ее приходилось во время чтения
передвигать по строчке. Такой лупой пользовались еще тысячу лет назад ученые в Средней Азии. Лет
семьсот назад один немецкий поэт даже воспел «волшебное стекло» в стихах:
Когда под старость нам темно
Становится вокруг
И начинает изменять
Нам книга – старый друг, –
Берем волшебное стекло,
Чтобы читать нам помогло!
Для разглядывания удаленных предметов стекло брали за ручку и подносили к глазу. Позднее
стекла вставляли в железную оправу, соединяли железным хомутиком и сажали на нос.
Сохранилась рукопись, написанная в 1299 году одним монахом. Он пишет: «Я чувствовал себя
столь отягченным годами, что не мог ни писать, ни читать без тех стекол, которые называются очками
и которые недавно изобретены к великой пользе старых людей с ослабевшим зрением».
А от очков вела прямая дорога к еще более удивительным вещам. Благодаря им люди
заметили, что даже с самым хорошим зрением не увидишь того, что можно увидеть, глядя сквозь
увеличительное стекло. В тринадцатом веке один ученый с удивлением писал о том, что с помощью
вогнутого или выпуклого стеклышка можно сделать так, чтобы большое казалось маленьким,
маленькое – большим, далекое – близким, скрытое – видимым. «Мы можем даже сделать так, – писал
он, – чтобы Солнце, Луна и звезды как бы спустились ниже».
(М.Ильин, Е.Сегал. Рассказы о том, что тебя окружает)
Каким образом «Солнце, Луна и звезды» могли «спуститься ниже» при
рассматривании их через линзы?
Что нового смогли увидеть люди, используя увеличительные стекла?
Задание 2. Очки, изготовленные ученым-монахом Роджером
Бэконом, позволяли считать песчинки на земле, которые при этом как бы
приближались к человеку. За это его обвиняли в сговоре с дьяволом: ведь
«основная цель зрения – знать правду, очки же не дают видеть реальную
действительность!». В его времена и даже позже в трудах ученых очки и
не упоминались, хотя к середине XIV века уже получили широкое
распространение. Фреска 1352 г в монастыре Сан Николо итальянского
города Тревизо изображает кардинала Уго ди Прованса в очках!
Скорее всего, стеклянные очки обязаны своим происхождением
мастерам-стекольщикам, вставлявшим стеклянные кругляши в свинцовую оправу. Об этом
говорит и название увеличительных стекол «lente», произведенным в народе от слова
«lentiechia» (чечевица), которое потом вошло в обиход ученых, пишущих на латыни, как
«линза». В ходу были «очки для старых», или дальнозорких, с двояковыпуклыми стеклами, и
«очки для молодых», улучшавшие зрение близоруких, имевшие двояковогнутые стекла.
«Очки для молодых» появились позже. Линзы для них, возможно, были обнаружены случайно
среди стеклянных кругляшей, или же были сделаны специально, из простого соображения: раз
уж выпуклые стекла помогают зрению стариков, то вогнутые должны, наоборот, помогать
зрению молодых.
Для чего стекольщики средневековья вставляли стекла в свинцовую оправу?
«Очки для старых» было немного проще изготовить, чем «очки для молодых». С чем
это могло быть связано?
Как вы понимаете слова дальнозоркость и близорукость?
Какая линза «приближает» удаленные предметы?
Если понадобится зажигательное стекло, какие очки пригодятся – для дальнозорких
или для близоруких?
Задание 3. На чертежах показан путь
преломления
лучей
света
в
«собирающей» и «рассеивающей»
линзах. Для каждой из них можно
найти такую точку, в которой лучи
света сходятся, образуя «угол зрения».
Эту точку называют «фокусом линзы». Фокус собирающей линзы можно найти, используя ее
как зажигательную.
Какие линзы в очках для близоруких – «собирающие» или «рассеивающие»?
Какая линза «увеличивает» предметы в наших глазах, а какая уменьшает?
Задание 4. Доктор Клоубони, герой романа Жюля Верна «Путешествие
капитана Гаттераса», сумел разжечь костер в сложной ситуации: путники
потеряли огниво и очутились без огня при морозе в 48 градусов.
« – У нас нет даже подзорной трубы, с которой мы могли бы снять
чечевицу и добыть огня.
– Знаю, – ответил доктор, – и очень жаль, что нет: солнечные лучи
достаточно сильны, чтобы зажечь трут.
– Что делать? Придется утолить голод сырой медвежатиной, – заметил Гаттерас.
– Да, – задумчиво проговорил доктор, – в крайнем случае. Но отчего бы нам не...
– Что вы задумали? – полюбопытствовал Гаттерас.
– Мне пришла в голову мысль...
– Мысль? – воскликнул боцман. – Если вам пришла мысль, значит, мы спасены!
– Не знаю, как удастся, – колебался доктор.
– Что же вы придумали? – спросил Гаттерас.
– У нас нет чечевицы, но мы ее изготовим.
– Как? – поинтересовался боцман.
– Отшлифуем из куска льда.
– Неужели вы полагаете...
– Отчего бы и нет? Ведь нужно только, чтобы лучи Солнца были сведены в одну точку,
а для этой цели лед может заменить нам лучший хрусталь. Только я предпочел бы кусочек
пресноводного льда: он крепче и прозрачнее.
– Вот, если не ошибаюсь, эта ледяная глыба, – указал боцман на льдину шагах в ста от
путешественников – судя по ее цвету, есть как раз то, что вам надо.
– Вы правы. Возьмите-ка свой топор. Пойдемте, друзья мои.
Все трое направились к указанной ледяной глыбе Действительно, лед оказался
пресноводным. Доктор велел отрубить кусок льда, имеющий фут в диаметре, и начал
обравнивать его топором. Потом он отделал его ножом, наконец, постепенно отшлифовал
рукою. Получилась прозрачная чечевица, словно из лучшего хрусталя.
Солнце было довольно яркое. Доктор подставил чечевицу его лучам и сосредоточил их
на труте. Через несколько секунд трут загорелся».
Перед вами - крупа чечевица. А что понимал капитан
Гаттерас под «чечевицей», которую можно было снять с
подзорной трубы?
Изобразите, какую форму он должен был придать куску
льда, чтобы с его помощью добыть огонь.
Назовите еще одно известное вам литературное
произведение, где упоминается добыча огня. В каких условиях
живут его герои? Чем они пользуются, добывая огонь?
Задание 5. Неопытные купальщики нередко подвергаются большой опасности. Дно
пруда, речки, каждого водоема представляется глазу приподнятым почти на третью часть
глубины. Полагаясь на эту обманчивую мелкость, люди нередко попадают в опасное
положение. Особенно важно знать это детям и вообще людям невысокого роста, не умеющим
хорошо плавать, для которых ошибка в определении глубины может оказаться роковой.
Кажущееся поднятие дна обусловливает преломление водой лучей света, создающих
его изображение.
Вы можете проверить это. Посадите товарища за стол так, чтобы он не мог видеть дна
стоящей перед ним чашки. На дно ее положите монету, которая, разумеется, будет заслонена
стенкой чашки от глаз вашего товарища. Теперь попросите товарища не поворачивать головы
и налейте в чашку воды. Произойдет нечто неожиданное: монета сделается для вашего гостя
видимой! Удалите воду из чашки губкой – и дно с монетой опять опустится…
(Я.И.Перельман. Занимательная физика.)
Проделайте описанный Я.И.Перельманом фокус.
Напишите, удалось ли вам сделать «появление» монеты
неожиданным.
Этот «фокус» повторяет классический опыт с
камешком в чашке, известный со времен Птолемея и других
ученых древности. Камешек лежит в пустой чашке и поэтому не виден извне, однако если
налить в чашку воды — он станет виден, так как луч света преломляется в воде.
Это позволяло им сделать вывод о том, что человек, стоящий на земле, видит
звезду, ушедшую за горизонт, поскольку луч света, исходящий от звезды,
преломляется в воздухе.
Начертите ход луча от звезды, ушедшей за горизонт, который
позволит ее увидеть.
Если посмотреть на ложку в стеклянном стакане сверху, она
покажется совершенно «целой», а если сбоку – «изломанной». Как это можно объяснить?
Задание 6. Герои другого романа Жюля Верна «Таинственный остров» также сумели
добыть огонь без спичек и огнива.
«– Но кто же зажег огонь? – спросил моряк.
– Солнце, – ответил Спилетт.
Журналист не шутил.
Действительно, Солнце доставило огонь, которым так восторгался моряк. Он не верил
своим глазам и был до того изумлен, что даже не мог расспрашивать инженера.
– Значит, у вас было зажигательное стекло? – спросил инженера Герберт.
– Нет, но я его изготовил.
И он его показал. Это были просто два округлых стекла, снятые инженером со своих
часов и часов Спилетта. Он соединил их края глиной, предварительно наполнив водой, и
таким образом получилась настоящая зажигательная чечевица, с помощью которой,
сосредоточив солнечные лучи на сухом мхе, инженер добыл огонь».
Почему зажигательная чечевица инженера «не работает» без воды?
Задание 7. «Почему в плоских зеркалах предметы и изображения представляются
одинаковыми, в выпуклых и сферических – уменьшенными, в вогнутых же, наоборот,
увеличенными, по какой причине правая меняется местом с левой, когда в одном и том же
зеркале изображение то уходит внутрь, то выходит наружу, почему вогнутые зеркала,
помещенные против Солнца, зажигают подложенный трут?» - писал Архимед в своем
трактате, который дошел до нас только в отрывках. Чертежи, объясняющие «загадки»
световых лучей, строились очень давно.
Древнегреческие ученые разделяли оптику на катоптрику, т. е. науку об отражении света, и
диоптрику, т. е. науку о преломлении, или изменении направления луча света, проходящего
сквозь прозрачный материал, например, воду или стекло.
Перед вами явления и вещи, которые может увидеть современный человек.
Отметьте на картинках те, которые были бы рассмотрены древними наукой
«диоптрикой», и те, которые «катоптрикой.
Почему «силу очков», которые покупают наши современники, измеряют в
«диоптриях», а не в «катоптриях»?
Когда врач выписывает очки, на рецепте будет указано не только, какова «сила»
требующихся линз в диоптриях, но и какие должны быть эти линзы – «плюс» или «минус».
Что, по-вашему, означают знаки + и – на рецепте и на очках в витрине магазина?
Задание 8. Сколько мальчиков участвовало в фотосъемке? Опишите,
как можно получить такой снимок.
Задание 9. В комнате смеха, куда зашли
посмеяться
приятели-пятиклассники,
несколько «кривых» зеркал висели так, как
показано на чертежах (вид сверху).
Стрелками показан ход лучей, дающих
изображение тому, кто смотрит в зеркало.
Над кем смеялся Витя, смотря в каждое из
зеркал? (впишите нужные буквы)
1) Над самим собой, глядя в зеркало ...
2) Над Димой, стоявшим слева от него и смотревшим в другое зеркало …
3) Над Юрой, которого он увидел подходящим к нему сзади справа ...
4) Над Сережей, стоявшим слева от него и смотревшим в то же зеркало…
5) Над Валерой, который шел к нему по коридору спереди …
6) Над Петей, стоявшим справа от него и смотревшим в то же зеркало …
Для случаев, которые не показаны на чертежах, составьте еще два чертежа
самостоятельно. Обозначьте на своем рисунке, кого из приятелей там увидел Витя.
Над кем смеялись Дима, Юра, Сережа, Валера и Петя в то время, как Витя смеялся
над ними?……………………………………………………………………………………………