Автор учитель физики ВКК Е.В.Краснова. Есть свет и тьма, есть тьма и свет, Всегда сменять должны друг друга… - презентация

1 Автор учитель физики ВКК Е.В.Краснова

2 Есть свет и тьма, есть тьма и свет, Всегда сменять должны друг друга…

3 Каждая точка фронта волны является источником вторичных волн, распространяющихся во все стороны со скоростью распространения волны в среде.

4 Закон отражения волн. Угол отражения равен углу падения. Падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр восстановленный в точке падения к отраженной поверхности, лежат в одной плоскости.

5 Мнимое изображение – изображение предмета,возникающее при пересечении продолжений расходящегося пучка лучей. Мнимое изображение точечного источника в плоском зеркале находится в симметричной точке относительно зеркала.

6 1. Опыты с зеркалом. Зеркальность бумаги. Так как бумага неровная, ее поверхность дает рассеянный отраженный свет. Однако и бумагу можно заставить отражать световые лучи по-другому. Правда, даже очень гладкой бумаге далеко до настоящего зеркала, но все-таки от нее можно добиться некоторой зеркальности. Возьмите лист очень гладкой бумаги, прислоните ее к переносице и повернитесь к окну ( конечно, лучше в яркий солнечный день). Ваш взгляд должен скользить по бумаге. Вы увидите на ней очень бледное отражение неба, смутные силуэты деревьев и домов. И чем меньше будет угол между направлением взгляда и листом бумаги, тем яснее будет отражение. Подобным образом можно получить на бумаге отражение свечи или электрической лампочки. 1. Опыты с зеркалом. Чем же объяснить, что на бумаге, хотя и плохо, но все-таки можно видеть отражение? Когда вы смотрите вдоль листа, все бугорки бумажной поверхности загораживают впадинки и превращаются как бы в одну сплошную поверхность. Беспорядочных лучей от впадин мы уже не видим, они нам теперь не мешают видеть то, что отражают бугорки.

7 1. На стене в комнате вертикально висит плоское зеркало. Выберите правильное утверждение. А. Зеркало дает действительное изображение. Б.Расстояние от изображения до зеркала меньше, чем от предмета до изображения. В. зеркало дает мнимое,прямое изображение. 2. В водной глади озера видны изображения предметов, расположенных на берегу. Эти изображения являются… А. …мнимыми. Б. …действительными. В. …увеличенными. 3. Чему равен угол падения луча на плоское зеркало, если угол между падающим лучом и отраженным 60 градусов?

8 Преломление- изменение направления распространения волн при прохождении из одной среды в другую.

9 Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах. Падающий луч,луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред восстановленный в точку падения луча,лежат в одной плоскости.

10

11

12 Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

13 Собирающие линзы-линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся. Рассеивающие линзы-линзы…,преобразующие параллельный пучок световых лучей в расходящийся

14 Собирающая линзаРассеивающая линза

15 Расскажите, как преломляются лучи, параллельные главной оптической оси, двояковыпуклой линзой. Дайте определение главного фокуса и фокусного расстояния линзы.

16

17

18 Объясните как преломляются лучи, параллельные главной оптической оси, двояко –вогнутой линзой. Какая величина называется оптической силой? В каких единицах она измеряется?

19

20

21

22 Как можно объяснить удивительное многообразие красок в природе? Как неожиданно и ярко, На влажной неба синеве, Воздушная воздвиглась арка В своем минутном торжестве! Один конец в леса вонзила, Она полнеба обхватила И в высоте изнемогла. Ф.И.Тютчев Какое явление описано в этих поэтических строках?

23 Радуга – это красивое небесное явление – всегда привлекала внимание человека. В прежние времена, когда люди еще мало знали об окружающем мире, радугу считали «небесным знамением». Так, древние греки думали, что радуга - это улыбка богини Ириды.

24

25 Явления дисперсии света объясняют многообразием красок природы. Целый комплекс оптических экспериментов с призмами в XVII веке провел английский ученый Исаак Ньютон. Эти эксперименты показали, что белый свет не является основным, его надо рассматривать как составной («неоднородный»); основными же являются различные цвета («однородные» лучи, или «монохроматические» лучи). Разложение белого света на различные цвета происходит по той причине, что каждому цвету соответствует своя степень преломляемости. Эти выводы, сделанные Ньютоном, согласуются с современными научными представлениями.

26 В веществе скорость распространения коротковолнового излучения меньше, чем длинноволнового. Значит показатель преломления n для фиолетового света больше, чем для красного. Механизм дисперсии объясняется следующим образом. Электромагнитная волна возбуждает в веществе вынужденные колебания электронов в атомах и молекулах. Так как дисперсия возникает вследствие взаимодействия частиц вещества со световой волной, то это явление связано с поглощением света – превращением энергии электромагнитной волны во внутреннюю энергию вещества. Разделение цветов в пучке белого света происходит из-за того, что волны разной длиной волны преломляются или рассеиваются веществом по- разному, а также в результате дифракции или интерференции. Например, вследствие того, что волны разной длины волны преломляются по- разному, пучок белого света, попадая на тонкую пленку, интерферирует и возникает радужная окраска (мыльные пузыри, крылья насекомых… и др), из-за того, что волны разной длины волны по- разному рассеиваются на скоплениях молекул в воздухе, возникает голубой цвет неба. Радуга – разделение света при преломлении капельками воды. Максимальное поглощение энергии возникает при резонансе, когда частота v падающего света равна v колебаний атомов. При переходе волны из одной среды в другую изменяются и скорость, и длина волны, а частота колебаний остается неизменной.

27 Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше всего – красные. Совокупность цветных изображений щели на экране и есть непрерывный спектр. Исаак Ньютон условно выделил в спектре семь основных цветов: Порядок расположения цветов просто запомнить по аббревиатуре слов: каждый охотник желает знать, где сидит фазан. Резкой границы между цветами нет. Различным цветам соответствуют волны различной длины. Никакой определенной длины волны белому свету не соответствует. Тем не менее, границы диапазонов белого света и составляющих его цветов принято характеризовать их длинами волн в вакууме. Таким образом, белый свет – это сложный свет, совокупность волн длинами от 380 до 760 нм. Цвет Длина волны, нм Красный от 620 до 760 Оранжевый от 585 до 620 Желтый от 575 до 585 Зеленый от 510 до 575 Голубой от 480 до 510 Синий от 450 до 480 Фиолетовый от 380 до 450 Дисперсия – зависимость показателя преломления и скорости света от частоты световой волны.

28

29

30 Из дефектов глаза у человека наиболее обычны близорукость (миопия), дальнозоркость (гипер- метропия), астигматизм и косоглазие. Форма нормального глаза такова, что сетчатка расположена на надлежащем расстоянии позади хрусталика и световые лучи сходятся в центральной ямке. При близорукости глазное яблоко слишком вытянуто и сетчатка чересчур удалена от хрусталика, так что лучи света сходятся в точке, лежащей впереди сетчатки, а на уровне сетчатки вновь расходятся, создавая размытое изображение. При дальнозоркости глазное яблоко чересчур укорочено и сетчатка находится слишком близко к хрусталику; поэтому световые лучи падают на сетчатку еще до того, как они сойдутся в фокусе, что опять-таки приводит к нечеткости изображения. Вогнутые линзы исправляют близорукость, отодвигая место пересечения лучей назад, а выпуклые линзы исправляют дальнозоркость, заставляя лучи света сходиться ближе к хрусталику. Астигматизм состоит в том, что форма глазного яблока искривлена из-за неправильной работы глазодвигательных мышц, и поэтому световые лучи, лежащие в одной плоскости, фокусируются не в той точке, где фокусируются лучи, лежащие в другой плоскости. Линзы для исправления астигматизма должны быть отшлифованы неравномерно, чтобы компенсировать неравномерную кривизну роговицы.

31 1. Опишите строение строение человеческого глаза и назначение отдельных его элементов. 2.Чем объясняется разрешающая способность человеческого глаза? 3.Охарактеризуйте изображение получаемое на сетчатке глаза. 4. Вопрос к следующему слайду. Какой дефект зрения смоделирован а эксперименте?

32

33 Решение задач 1. Сформулируйте и решите задачу по предложенному экспериментальному рисунку.

34

35 Луч света падает из воздуха в воду под углом 60 градусов. Найдите угол между отраженным и преломленным лучами.

36

37 «Пою перед тобой в восторге похвалу Не камням дорогим, не злату, но Стеклу». ( М. В. Ломоносов, Письмо о пользе Стекла)

38 Телескоп Во зрительных трубах Стекло являет нам Колико дал творец пространство небесам. Толь много солнцев в них пылающих сияет, Подвижных сколько звезд нам ясна ночь являет. Телескоп был изобретен в начале XVII века. Существует несколько видов телескопов. Телескоп с объективом называется рефрактором Телескоп- рефлектор изобрел И. Ньютон. Свет в таком телескопе собирается не выпуклой линзой, а вогнутым зеркалом. В рефлекторе зеркало помещают в нижнем конце телескопа, оно отражает лучи и собирает их у верхнего конца трубы, где и находится наблюдатель. Рефлектор имеет недостаток: в него отчетливо виден лишь небольшой участок неба.рефрактором рефлектор В годы Великой Отечественной войны советский конструктор телескопов Д. Д. Максутов разрешил задачу, над которой долго думали изобретатели многих стран: он сконструировал телескоп, который соединяет в себе достоинства рефрактора и рефлектора и в то же время не имеет их недостатков. На верхнем конце трубы перед вогнутым зеркалом находится выпукло-вогнутое тонкое стекло, называемое мениском, а телескоп называется менисковымменисковым

39 Хоть острым взором нас природа одарила, Но близок оного конец имеет сила. Но в нынешних веках нам микроскоп открыл, Что Бог в невидимых животных сотворил. это прибор, увеличивающий изображение предмета в несколько сот и даже тысяч раз. Главная часть светового микроскопа – линзы, вставленные в тубус (трубку). В верхнем конце тубуса находится окуляр, состоящий из оправы и двух линз. На нижнем конце тубуса помещается объектив, состоящий из оправы и нескольких линз. Название объектив происходит от латинского слова, означающего предмет.

40 Первичный контроль усвоения знаний (продолжи предложение) Призма не изменяет свет, а лишь… Белый свет как электромагнитная волна состоит из… Световые пучки, отличающиеся по цвету, отличаются и по … Наиболее сильно преломляется … Меньше преломляется… Красный свет, который меньше преломляется, имеет … в среде, а фиолетовый … Фиолетовые лучи преломляются сильнее красных, следовательно, … Дисперсия – зависимость … в веществе от частоты волны. Зависимость показателя преломления света от … также называется дисперсией. Устные вопросы : Почему дисперсионный спектр белого света, полученный при его пропускании через стеклянную призму, сжат в красной части и растянут в фиолетовой? Зелёный пучок цвета переходит из воздуха в воду. Меняются ли при этом его частота, длина волны, цвет? Почему в комнате с тёмными обоями темно, а со светлыми – светло? На пути белого пучка поставили красный и зелёный светофильтры, один за другим. Что получится на выходе?

41 Свет –образец для искреннего слова: Каких бы крепостей не возвести- Свет обойдет препятствия,чтоб снова Стремиться по кратчайшему пути.

42 Принцип Гюйгенса Френеля является развитием принципа, который ввёл Христиан Гюйгенс в 1678 году: каждая точка поверхности, достигнутая световой волной, является вторичным источником световых волн. Огибающая вторичных волн становится фронтом волны в следующий момент времени. Принцип Гюйгенса объясняет распространение волн, согласующееся с законами геометрической оптики, но не может объяснить явлений дифракции. Огюстен Жан Френель в 1815 году дополнил принцип Гюйгенса, введя представления о когерентности и интерференции элементарных волн, что позволило рассматривать на основе принципа Гюйгенса Френеля и дифракционные явления.Христиан Гюйгенс1678 году геометрической оптикидифракцииОгюстен Жан Френель1815 годукогерентностиинтерференции Принцип Гюйгенса Френеля формулируется следующим образом: Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать, как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.волнового фронта

43 Прокомментируйте схему используя принцип Гюйгенса -Френеля

44 Явление интерференцииЯвление дифракции

45 Дифракция волн (лат. diffractus буквально разломанный, переломанный, огибание препятствия волнами) явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн.лат.геометрической оптикиволн Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами препятствий, но в современном, более широком толковании, с дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн в неоднородных средах, а также при распространении ограниченных в пространстве волн. Дифракция тесно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как частный случай интерференции (интерференция вторичных волн). интерференции вторичных волн Дифракция волн наблюдается независимо от их природы и может проявляться: Интерференция света - сложение двух или нескольких световых волн с одинаковыми периодами, сходящихся в одной точке, в результате которого наблюдается увеличение или уменьшение амплитуды результирующей волны. Для получения устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы складываемые волны были когерентны. Когерентными называют волны с одинаковой частотой (периодом) и постоянной во времени разностью фаз. Чтобы получить когерентные волны необходимо световую волну от одного источника "разделить" на две или несколько волн. После прохождения различных путей эти волны,имея некоторую разность хода, интерферируют

46 Кольца Ньютона Интерференция в тонких пленках

47 Условие максимума При разности хода, равной четному числу длин полуволн наблюдается интерференционный максимум. Условие минимума При разности хода, равной нечетному числу длин полуволн наблюдается интерференционный минимум.

48 Условие когерентности световых волн Причина состоит в том, что световые волны, излучаемые различными источниками, не согласованы друг с другом. Для получения же устойчивой интерференционной картины нужны согласованные волны. Они должны иметь одинаковые длины волн и постоянную разность фаз в любой точке пространства. Напомним, что такие согласованные волны с одинаковыми длинами волн и постоянной разностью фаз называются когерентными. Наблюдение интерференции света доказывает, что свет при распространении обнаруживает волновые свойства. Интерференционные опыты позволяют измерить длину световой волны: она очень мала – от 4×10 -7 до 8×10 -7 м.

49

50

51 Вспомни! Какой проводился эксперимент,какие использовались приборы. Сделай выводы.

52

53 Вспомни! Какой проводился эксперимент,какие использовались приборы. Сделай выводы.

54

55 Расскажи о приборах

56

57

58 Дифракционная решётка с периодом 3 мкм освещается узким пучком света длиной волны 694 нм. На каком расстоянии от центрального пятна находятся ближайшие яркие точки дифракционной картины, если экран для наблюдения находится на расстоянии 2 м от решётки? Дифракционная решётка с периодом 6 мкм освещается светом длиной волны 500 нм. Под каким углом будет виден максимум 3-го порядка? Дифракционная решётка отклоняет максимум второго порядка для жёлтого света ( =550 нм) на 25°. Чему равен период этой решётки? Два точечных источника когерентного видимого излучения с длиной волны 600нм освещают лист бумаги. Какой может быть разность хода световых волн от этих источников до точки на листе, в которой наблюдается интерференционный минимум? Два когерентных луча с длинами волн 404 нм пересекаются в одной точке на экране. Что будет происходить в этой точке- усиление или ослабление света, если разность хода лучей 17,17 мкм? Почему с помощью микроскопа нельзя увидеть атом?

59 Краеугольным приближением геометрической оптики является понятие светового луча. В этом определении подразумевается, что направление потока лучистой энергии (ход светового луча) не зависит от поперечных размеров пучка света.светового луча В силу того, что свет представляет собой волновое явление, имеет место интерференция, в результате которой ограниченный пучок света распространяется не в каком-то одном направлении, а имеет конечное угловое распределение т.е имеет место дифракция.интерференциядифракция