Модуль № 2 «Оптика»

Модуль № 2 «Оптика»
Подмодуль «Световые волны».
Тема: «Скорость света. Принцип Гюйгенса. Законы отражения и преломления. Полное отражение».
Цель: - углубить знания о природе света.
- рассмотреть опыты по измерению скорости света.
- углубить знания о законах отражения, преломления.
- рассмотреть физический смысл показания преломления.
- отработать навыки решения задач.
УЭ
Основное содержание
Методические
рекомендации.
УЭ – 0
В течении 2 минут
Тест входного контроля.
- подготовка к изучению
1. При каких условиях за непрозрачным телом наблюдается одна тень с четкими выполни тест входного
теоретического
контроля.
границами?
материала.
А. Если свет идет от слабого источника любых размеров.
Б. Если источник света один и малых размеров.
В. Если источник света один, но больших размеров.
2. На рисунке представлены поперечные сечения трех стеклянных линз. Какие из них
являются собирающими?
А. Только 1.
Г. 2 и 3.
Б. Только 2.
Д. 1 и 2.
В. Только 3.
3. Источник света S находится перед плоским зеркалом. Какая точка является
изображением источника S в зеркале?
А. Только 1.
Б. 1,2 и 3.
В. 1, 2, 3 и 4.
Г. Только 4.
4. Луч света падает на зеркальную поверхность и отображается. Угол отображения
30º. Каков угол падения?
А. 150º
Б. 120º
В. 90º
Г. 60º
Д. 30º
5. Какое расстояние проходит свет за 1 с в вакууме?
А. – 300 м.
УЭ – 1
- изучение теории
природе света.
о
Б. - 300000 м.
В. – 300000 км.
Г. В вакууме свет распространятся, не может.
Свет – переносит энергию.
Свет
Поток мельчайших
<= одновременно =>
частиц.
Ньютон – 17 в. – свет –
это поток мельчайших
частиц (корпускул).
1675г. «Падая в глаз
человека, каждый вид
корпускул вызывает
ощущение определенного
цвета».
!!! Авторитет Ньютона победил, вплоть до 18в.
считали свет корпускулами
Волновой процесс.
Гук – свет – это волновая
природа. 17 в. Гюйгенс в
в работе ‘’Трактат о
свете’’1690 год.
19в. Френель, Юнг.
Волновая теория предпола
гала, что световое излучение
представляет поперечные,
механические волны, которые могут распространять
ся как в веществе, так и в
вакууме.
Максвелл доказал, что свет-это электромагнитные волны, частота колебаний в
которых находится в интервале от 4*10 до 7,5*10 Гу
Скорость света
Первый рассчитал датский учёный О. Ремер (1644-1710). В 1676 г изучал затмение
одного из спутников Юпитера – Ио, обратил внимание, что при увеличении расстояния
между Землёй и Юпитером, затмение спутника запаздывает по сравнению с
рассчитанным временем. Если уменьшать расстояние между Ю. и З., то время затмения
спутника Ио уменьшится. Объяснения, что при увеличении расстояния между Ю. и З.
на расстояние  , свет должен затратить время t, для того чтобы пройти это расстояние
со скоростью С. Первое опытное изменение скорости света произвел в 1849г.
французский физик Физо (1819 – 1896г.). Наиболее полное измерение в 1926г.
английский физик Майкельсон (1852 – 1931г.).
В Калифорнии, на вершине горы поместил зеркальный барабан, фонарь, зрительную
трубу и зеркало. А на другой, на расстоянии 35 км. от первой зеркало 31 и 32.
На восьмигранный зеркальный
барабан направлен луч света от
дугового фонаря. Отражаясь от
одной грани (1) свет направлен
на большое расстояние на 31 и 32
и возвращается обратно. С
помощью 33 луч направлен на
грань 5 зеркального барабана
через зеркальную трубу попадает
в глаз. Если барабан привести в движение, то свет отражался от любой грани. Все
f число оборотов
повторялось, и лишь от 5 грани он изменил свое направление
барабана.
1
С = 8*70*535с.  299.600 км .
f  535сек.1
t
  70км.
с
8f
Принцип Гюйгенса.
!!! Непрерывное геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе,
называют волновой поверхностью, а передняя волновая поверхность называют фронтом
волны.
Пусть из т.О распространяется
сферическая волна. Фронт какое – то
время займет положение 1, а через какое –
то время займет положение 2.
Каждая точка волны служит вибратором, от которой распространяется электрическая
волна, а огибающая всех элементарных волн, представляет собой новое положение
фронта волн.
!!! Линия, вдоль которой перемещается фронт волны светового излучение называют
световым лучом. Если свет во всех направлениях распространяется с одинаковой
скоростью, то световой луч перпендикулярен фронту волны.
Законы отражения.
1.    .
2.  ,  , с перпендикуляром лежат в одной плоскости.
При распространении излучения в какой – либо среде,
кроме вакуума, всегда имеет место поглашение энергии.
Оно зависит от рода среды, состава излучения,
температуры и т.д.
1. Если распространенный в среде световой поток полностью погашается, пройдя в
ней малое расстояние, то среда называется непрозрачной.
2. Если световой поток проходит большое расстояние, ослабевая при этом
незначительно, то среда называется прозрачной (диэлектрик).
Законы отражения были открыты в 3 в. до н. э. при ученом Евклиде.
Прочитай §43 стр. 102 – 103. (рис. 102 – 103).
а. Приведите примеры наблюдения полного отражения.
Построение в зеркале (мнимое).
1) мнимое расположение в т. S1 симметрично
относительно зеркала.
2) увеличенное и уменьшенное.
3) прямое или перевернутое.
Законы преломления.
!!! Изменение скорости света из одной среды в другую называют преломлением.
 1   2 , то   .
Вопросы:
1. Каков физический смысл показания преломления?
2. Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного?
УЭ -2.
Вопросы (устно):
закрепление
1) Какие изменения происходят со световым пучком при отражении его от плоского
теоретического
зеркала?
материала.
2) Почему туман, состоящий из прозрачных капель воды, оказывается непрозрачным?
3) Почему не наступает темнота сразу же после того, как солнце скроется за
горизонтом?
4) Как объяснить причину излучения света различными телами?
УЭ – 3
Задача №1
отработка
навыка
Определить абсолютный показатель преломления стекла, если длинна волны желтого
решения задач.
излучения в нем равна, 325нм и энергия фотона этого излучения 3,4*10-19Дж?
Дано:
Решение:
Запищи 1,2 примера
полного отражения в
тетрадь.
Ответь письменно на
вопрос, пользуясь §42
Рассмотри
образец
решения
задач,
выпиши формулы.
  325 * 10 9 м .
  3,4 *10 19 Дж.
h  6,62 *10 34 Дж * с
Анализ:
c
n  ; с  0 ;  

n-?
n
0
ch
ch
ch
;
; 0 
=> n 


0

3 *10 8 м * 6,62 *10 30 Дж * с
с
 1,8
n=
19
3,4 *10 Дж * 325 *10 9 м
Задача №2
Определить абсолютный показатель преломления и скорость распространения света в
смоде, если при угле падения светового пучка   54 угол преломления  1  30 .
Дано:
Решение:
Sin 
Анализ: n 
  54
Sin  1
Sin54 0,8
n

 1,6
 1  30
Sin30 0,5
3 * 10 8 м
с
с  185400 км


n - ?  ?
ч
n
1,6
Задача №3
Определить показатель преломления глицерина относительно воды и воды
относительно глицерина, если абсолютный показатель преломления глицерина nr = 1,47,
а воды nB = 1,33.
Дано:
Решение:
nr = 1,47
Анализ:
nB = 1,33
Если луч проходит из глицерина в воду, то…
n
1,33
nr-B - ?
n B r 
 0,9
n B r  B ;
1,47
nr
nB-r - ?
Если луч переходит из воды в глицерин, то…
nr  B 
nr
;
nB
nr B 
1,47
 1,11
1,33
Задача №4
Вогнутое сферическое зеркало, радиус кривизны отражающей поверхности которого r
= 1м., дает мнимое изображение от него на расстоянии а2 = -75м. На каком расстоянии, а
от зеркала находиться предмет? Определить переднее фокусное расстояние f от
зеркала и линейное увеличение  зеркала. На каком расстоянии а1 от зеркала надо
поместить предмет, чтобы получить его действительное изображение на расстоянии а3 =
0,6?
Дано:
Решение:
Вычисления:
 0,75 м *1м
r = 1м
Анализ:
а

2(0,75) м  1м
1 1 2
 0,75

а2 = -75м
Из формулы зеркала 

м  0,3 м
а а2 r
 2,5
1м
f 
 0,5 м
а3 = 0,6
выразим а:
2
а2 r
 0,75 м
r
а-? f -?

 2,5
а
;f 
0,3
2a 2  r
2
a
0,6 м
 - ? а1 -?
а1 
 3м
 2
0,2
a
1
1 2


Из формулы зеркала
a1 a 3 r
выразим а1:
a3 r
Реши самостоятельно,
a1 
2a1  r
пользуясь образцом.
Задача №5
Определить абсолютный показатель преломления среды, в которой свет
распространяется со скоростью 200000км/с.
Задача №6
УЭ - 4
Перед двояковыпуклой линзой с передним фокусным расстоянием f  1м находится
предмет АВ высотой h  2 м на расстоянии от линзы, а=3м. Определить: на каком
расстоянии а' от линзы находиться апатическое изображение предмета, линейное
увеличение  линзы, высоту h' изображения предмета, оптическую силу Ф линзы.
Построить схему хода лучей от предмета до изображения и указать, какое изображение
дает линза.
1 1 1
(Используйте формулу тонкой линзы   ).
а а f
Реши задачи: по сборнику Рымкевича № 1019, № 1021, № 1032, № 1033, № 1035, №
1036, № 1038, № 1054, № 1058.
На «3» - задачи № 5,6, № 1019, №1021, № 1032, № 1033.
На «4» - задачи № 5,6 № 1019, № 1021, № 1032, № 1033, №1035, № 1036, № 1038.
На «5» - все.
Подведение итогов:
1. Посмотри, достиг ли ты цели урока?
2. Запиши домашнее задание
§40 – 43. Выучи законы отражения, преломления, принцип Гюйгенса.
Прорешай задачу № 9 упражнение 7 по учебнику.
Спасибо за работу!