Миражи и волоконная оптика- что общего!?
advertisement
Миражи и волоконная оптикачто общего!? Урок по физике для учащихся 11 класса. Автор: Терехова Галина Анатольевна, учитель физики, МБОУ Лицей № 10 г. Химки Цели и задачи работы Рассмотреть теорию полного внутреннего отражения. Экспериментальное доказательство существования этого явления Проявления полного внутреннего отражения в природе и технике. Методы исследования Теоретический Экспериментальный: Создание фотоматериалов Подбор и решение качественных задач по данной теме План занятия 1. Беседа с ответами на следующие вопросы а. Формулировка закона преломления б. В каких случаях падающий луч прижимается к перпендикуляру, а в каких к границе раздела. 2. Объяснение нового материала а. Теория вопроса полного внутреннего отражения б. Демонстрация явления с помощью лаборатории Lмикро. 3. Проявления явления полного внутреннего отражения в природе и использование его в технике. 4.Закрепление изученного Условие , при котором наблюдается явление полного внутреннего отражения • Переход светового луча из оптически более плотной среды в оптически менее плотную Полное внутреннее отражение на границе стекло-воздух • Оборотная призма из лаборатории L-микро Полное внутреннее отражение на границе вода-воздух • Аквариум из лаборатории L-микро Имитация волоконной оптики • Световод из лаборатории L-микро Полное внутреннее отражение в природе Полное внутреннее отражение в живой природе • Водяной паук сумел устроиться так, что и под водой обитает в воздушной среде. С брюшной стороны он покрыт густыми волосками: на один квадратный миллиметр поверхности его тела приходится около 1 250 волосков. Все волоски наклонены назад, одни из них длиннее, толще, посажены реже, а другие — короче, гуще, сильно опушены. Между густыми нижними волосками удерживается слой воздуха, облегающий брюшко паука. Роль длинных толстых волосков состоит в том, чтобы увеличивать толщину воздушного слоя, прилегающего к телу паука. Образование верхних миражей • • • Верхний мираж возникает, когда приземные слои воздуха гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе. Предметы кажутся ближе и выше, чем на самом деле. Лучи света, идущие от предметов на Земле, описывают подобие дуги возвращаются вниз, иногда за десятки, даже сотни километров от своего источника. Тогда наблюдается «поднятие горизонта», или верхний мираж. Над морем создаются идеальные условия для образования верхнего миража. Поэтому моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом. Образование нижних миражей • Когда нижние слои воздуха хорошо нагреты, наблюдатель видит нижний мираж — мнимое и перевернутое изображение предметов. Так чаще всего бывает в степях и пустынях. • Нижние миражи можно наблюдать даже на раскалённой солнцем асфальтовой дороге. Волоконная оптика • Световод представляет собой стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с меньшим, чем у волокна, показателем преломления Применение световодов в медицине Световоды для освещения Применение в технике • Телефония, локальная сеть интернет Закрепление: качественная задача • Достаю сосуд с водой, в котором находится шарик (от прибора теплового расширения тел), покрытый сажей. Устанавливаю на демонстрационном столе. • Какого цвета этот шар? Вынимаю шар из воды оказывается, он черный и покрыт сажей. • Почему шар, покрытый сажей, в воде казался посеребренным? Закрепление: качественная задача • Лазер освещает только левое колено сосуда. Почему вода кажется окрашенной и в правом? Закрепление: решение расчётных задач • Луч света направлен так, что испытывает полное отражение на границе воды и воздуха. Сможет ли он выйти в воздух, если на поверхность воды налить подсолнечное масло, показатель преломления которого больше, чем у воды? Масло с водой не смешивается. [Не сможет] • Могут ли солнечные лучи испытать полное внутреннее отражение внутри дождевой капли? Каплю считать шаром. [Не могут Луч света выходит из скипидара в воздух. Предельный угол полного внутреннего отражения в этом случае равен α np = 42°23/. Определите скорость v распространения света в скипидаре. [2,01 × 108 м/с] • • На дне водоема, имеющего глубину H = 3,0 м, находится точечный источник света. Какой минимальный радиус rmin должен иметь непрозрачный круг, плавающий на поверхности воды, чтобы с вертолета нельзя было обнаружить этот источник света? Центр круга находится точно над источником. [3,6 м]
