Контрольная точка: спроектируйте оптический сигнал двери

Вопрос и прогноз

После урока 66 вы умеете обозначить «дверь открыта» электрическим сигналом. Теперь сделайте бумажный проект: светодиодный модуль направляет луч на маленькое зеркало на подвижной дверце; неподвижный экран показывает световое пятно. При повороте дверцы направление отражённого света меняется. Предскажите, в каком из двух положений пятно попадёт на нарисованную мишень.

Слова без пропусков

Оптический сигнал — сообщение, передаваемое светом. Датчик положения здесь пока только условное правило «пятно внутри мишени = дверь закрыта»; рисунок сам не превращается в надёжную охранную систему. Контрольное условие — то, что оставляют неизменным при сравнении: источник, зеркало, экран и их расстояния. От прошлого блока помните, что код сообщения задают люди; сама физическая величина не говорит «закрыто» без договорённости.

Разбираем учебный пример

Учебная таблица: при закрытой двери нормаль зеркала вертикальна, луч падает под 30° и отражается под 30° к нормали — пятно на мишени. При открытой дверце зеркало повернули на 10°, направление отражённого луча в идеальной плоской модели меняется на 20° при неизменном падающем луче — пятно вне мишени. На схеме эта разница показана углами, а не точными миллиметрами на экране. Угол поворота зеркала не равен повороту отражённого луча.

Проверяем безопасно

Проведите сначала бумажный опыт: нарисуйте два положения зеркала, нормаль и лучи. Затем при желании используйте готовый маломощный LED-модуль и безопасное карманное зеркало под присмотром взрослого; не используйте лазер, солнце или приборы от сети. Повторите несколько закрытий, записывая попадание и ложные срабатывания, а не только один успешный случай.

Типичная ошибка

Ошибка — назвать одно попадание доказательством надёжности. Нужны повторения, устойчивое крепление и проверка при изменении внешнего освещения. Ещё нельзя говорить, что свет нуждается в воздухе, как звук: свет распространяется и в пустоте. Если в расчёте отсутствует длина пути до экрана, нельзя назвать сдвиг пятна в сантиметрах.

Опорная схема

Применяем в другой ситуации

Замените зеркало шероховатой белой карточкой. Сохранится ли узкий отражённый луч и однозначное положение пятна? Назовите, какое свойство модели перестанет работать и как это проверить безопасно.

Проверь себя

Закройте текст и объясните новому ученику рисунок слева направо. Назовите наблюдение, учебное допущение и то, чего эти данные не доказывают. Затем решите вопрос переноса без подсказки и проверьте единицы или направление на схеме. Если ответ расходится, вернитесь к первому непонятному слову, а не заучивайте готовую фразу. Устный ответ, чертёж и измерение — разные виды доказательства; подпишите каждый честно.

Страница лабораторного журнала

Добавьте к «Лабораторному журналу моего мира» строку: вопрос → прогноз → что оставили постоянным → что изменили → наблюдение или расчёт → вывод → ограничение. В рисунке поставьте масштаб или укажите «схематично». Если опыт не проводился, запишите «учебный расчёт», а не «мы измерили». Вернитесь к этой записи после следующего урока и отметьте, что стало понятнее.

Вернуться к курсу «Физика»