Оптика. Конспекты по физике для 10-11 класса. О цвете :: Класс!ная физика

Здесь представлены конспекты по физике по теме «Оптика» для 10-11 класса.
!!! Конспекты с одинаковыми названиями различаются по степени сложности.

1. Основы  геометрической оптики

2. Основы  геометрической оптики

3. Дифракция света — Волновая оптика

4. Зеркала и линзы — Геометрическая оптика

5. Интерференция света — Волновая оптика

6. Поляризация света — Волновая оптика

 

Оптика, геометрическая оптика, волновая оптика, 11 класс, конспекты, конспекты по физике.

 

О ЦВЕТЕ. ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Знаете ли Вы, что кусок красного стекла кажется красным и в отраженном и в проходящем свете. А вот у цветных металлов эти цвета различаются — так, золото отражает преимущественно красные и желтые лучи, но тонкая просвечивающая золотая пластинка пропускает зеленый свет.

… ученые XVII века не считали цвет объективным свойством света. Например, Кеплер полагал, что цвет — это качество, которое должны изучать философы, а не физики. И лишь Декарт, хотя и не мог объяснить происхождение цветов, был убежден в существовании связи между ними и объективными характеристиками света.

… созданная Гюйгенсом волновая теория света была большим шагом вперед — так, она дала используемые до сих пор объяснения законов геометрической оптики. Однако главная ее неудача заключалась в отсутствии категории цвета, т.е. она была теорией бесцветного света, несмотря на уже сделанное к тому времени Ньютоном открытие — обнаружение дисперсии света.

… призма — главный инструмент в ньютоновских опытах — была им куплена в аптеке: в те времена наблюдение призматических спектров было распространенным развлечением.

… многие предшественники Ньютона считали, что цвета зарождаются в самих призмах. Так, постоянный оппонент Ньютона Роберт Гук думал, что в солнечном луче не могут содержаться все цвета; это так же странно, считал он, как утверждать, что «в воздухе органных мехов содержатся все тоны».

… опыты Ньютона привели его и к печальному выводу: в сложных приборах с большим количеством линз и призм разложение белого света сопровождается появлением у изображения пестрой цветной каймы. Явление, названное «хроматической аберрацией», удалось впоследствии преодолеть, соединяя несколько слоев стекла с «уравновешивающими» друг друга показателями преломления, что привело к созданию ахроматических линз и подзорных труб с четкими изображениями без цветных бликов и полос.

… идея о том, что цвет определяется частотой колебаний в световой волне, впервые была высказана знаменитым математиком, механиком и физиком Леонардом Эйлером в 1752 году, при этом максимальная длина волны соответствует красным лучам, а минимальная — фиолетовым.

… первоначально Ньютон различал в солнечном спектре только пять цветов, но позже, стремясь к соответствию между числом цветов и числом основных тонов музыкальной гаммы, добавил еще два. Возможно, здесь сказалось пристрастие к древней магии числа «семь», согласно которой на небе было семь планет, а потому в неделе — семь дней, в алхимии — семь основных металлов и так далее.

… Гёте, считавший себя выдающимся естествоиспытателем и посредственным поэтом, горячо критикуя Ньютона, замечал, что выявленные в его опытах свойства света не истинны, поскольку свет в них «замучен разного рода орудиями пыток — щелями, призмами, линзами». Правда, в этой критике вполне серьезные физики позже узрели наивное предвосхищение современной точки зрения на роль измерительной аппаратуры.

… теория цветового зрения — о получении всех цветов при помощи смешения трех основных — ведет начало от речи Ломоносова 1756 года «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее…», не замеченной, однако, научным миром. Полвека спустя эту теорию поддержал Юнг, а уж его предположения в 1860-х годах детально развил в трехкомпонентную теорию цвета Гельмгольц.

… если какие-либо пигменты отсутствуют в фоторецепторах сетчатки, то человек не ощущает соответствующих тонов, т.е. становится частично цветослепым. Таким был английский физик Дальтон, по имени которого и назван этот недостаток зрения. А обнаружил его у Дальтона не кто иной, как Юнг.

… явление, носящее название эффекта Пуркине — в честь исследовавшего его знаменитого чешского биолога, прказывает, что различные среды глаза обладают неодинаковым преломлением, и это объясняет возникновение некоторых зрительных иллюзий.

… оптические спектры атомов или ионов — не только богатый источник информации о строении атома, в них заключены сведения и о характеристиках атомного ядра, прежде всего связанных с его электрическим зарядом.

Источник: журнал «Квант»

ЦОР. Оптика — медиаматериалы по физике 11 класс

ЦОР. Оптика — медиаматериалы по физике 11 класс

1. Геометрическая оптика — 8 класс

Источники света ………. смотреть
Распространение света в однородных оптических средах ………. смотреть
Образование тени и полутени ………. смотреть
Явление прямолинейного распространения света ………. смотреть
Применение закона прямолинейного распространения света ………. смотреть
Световые пучки ………. смотреть
Различные световые пучки ………. смотреть
Процесс образования тени и полутени от протяжённого источника света ………. смотреть
Солнечное и лунное затмение ………. смотреть
Закон отражения света ………. смотреть
Закон отражения света ………. смотреть
Закон отражения ………. смотреть
Отражение света ………. смотреть
Отражение света на границе двух сред ………. смотреть
Зеркальное и рассеянное отражение света ………. смотреть
Явление полного отражения света ………. смотреть

Опыт с оптической шайбой ………. смотреть
Отражение мяча от стенки ………. смотреть
Поворотная призма. Уголковый отражатель. Перископ ………. смотреть
Оборотная призма. Световоды ………. смотреть
Построение изображений в плоском зеркале ………. смотреть
Изображение предмета в плоском зеркале ………. смотреть
Построение изображения в плоском зеркале и его характеристика ………. смотреть
Закон отражения, плоское зеркало, построение изображения ………. смотреть
Ход лучей в перископе ………. смотреть
Закон преломления света ………. смотреть
Закон преломления света ………. смотреть
Преломление света ………. смотреть
Вывод закона преломления света ………. смотреть
Преломление света на границе раздела двух сред ………. смотреть

Изменение направления распространения света призмой ………. смотреть
Строение глаза ………. смотреть
Преломление лучей в оптической системе глаза ………. смотреть
Коррекция близорукости ………. смотреть
Коррекция дальнозоркости ………. смотреть
Фотоаппарат ………. смотреть
Проекционный аппарат ………. смотреть

Геометрическая и волновая оптика — 10 класс

Основные законы геометрической оптики ………. смотреть
Распространение света в однородных оптических средах ………. смотреть
Образование тени и полутени ………. смотреть
Опыт Олафа Рёмара. Измерение скорости света ………. смотреть
Опыт Физо. Измерение скорости света ………. смотреть
Опыт Майкельсона. Измерение скорости света ………. смотреть
Закон отражения света (волн.) ………. смотреть
Закон отражения ………. смотреть
Закон отражения света ………. смотреть

Зеркальное и рассеянное отражение света ………. смотреть
Явление полного отражения света ………. смотреть
Закон преломления света ………. смотреть
Вывод закона преломления света ………. смотреть
Линзы. Основные понятия ………. смотреть
Собирающая линза. Рассеивающая линза ………. смотреть
Постоение изображений в линзах ………. смотреть
Построение изображения в собирающей линзе (1) ………. смотреть
Построение изображения в собирающей линзе (2) ………. смотреть
Построение изображения предмета в собирающей линзе ………. смотреть
Мнимое изображение предмета в собирающей линзе ………. смотреть
Формула тонкой линзы – ошибка ………. смотреть
Сферические линзы ………. смотреть
Основные линии и точки сферического зеркала ………. смотреть
Применение вогнутых зеркал ………. смотреть
Построение изображения в сферическом зеркале ………. смотреть
Рассеивающая линза ………. смотреть
Построение изображения в рассеивающей линзе ………. смотреть
Двояковыпуклая тонкая линза ………. смотреть
Собирающая линза ………. смотреть
Построение изображения в собирающей линзе ………. смотреть
Ход лучей в лупе ………. смотреть
Поворотная призма. Уголковый отражатель. Перископ ………. смотреть
Оборотная призма. Световоды ………. смотреть
Волоконная оптика ………. смотреть

Дисперсия света ………. смотреть
Дисперсия света (2) ………. смотреть
Разложение света ………. смотреть
Разложение белого света в спектр ………. смотреть

Интерференция света ………. смотреть
Интерференционная картина ………. смотреть

Интерференция света при отражении от металлического зеркала ………. смотреть
Интерференция света. Опыт с бипризмой Френеля ………. смотреть
Цвета тонких пленок ………. смотреть
Интерференция света на тонкой пленке ………. смотреть
Сложение волн ………. смотреть
Кольца Ньютона в проходящем и отраженном свете ………. смотреть
Сложение волн ………. смотреть
Дифракция света. Волновая оптика ………. смотреть
Дифракционная решётка ………. смотреть
Дифракция света на тонкой нити и щели ………. смотреть
Дифракция на нити, щели и круглом отверстии ………. смотреть
Дифракционная решетка одномерная ………. смотреть
Дифракционная решетка, главные максимумы ………. смотреть
Поперечность световых волн. Поляризяция света. Опыты с турмалином ………. смотреть
Механическая модель волны. Поляризация ………. смотреть
Поляризация света. Поворот плоскости поляризации при деформации ………. смотреть

Элементы теории относительности

Относительность расстояний. Объяснение Эйнштейна ………. смотреть
Относительность одновременности ………. смотреть
Измерение собственного времени наблюдателем, движущимся вместе со световыми часами ………. смотреть
Измерение времени неподвижным наблюдателем ………. смотреть
Взаимопревращение вещества и поля ………. смотреть

Излучение и спектры

Спектр испускания ………. смотреть
Линейчатый спектр испускания ………. смотреть
Сплошной спектр испускания ……….смотреть

Презентация к уроку по физике (11 класс) на тему: Презентация по теме: оптика

Слайд 1

ОПТИКА

Слайд 2

Вводная лекция по теме : ОПТИКА Для учащихся 11 класса. Учитель физики ГБОУ СОШ №521 Скворцова Людмила Светозаровна.

Слайд 3

явления, связанные с поведение и свойствами электромагнитного излучения, прежде всего света, и взаимодействие света с различными средами (веществом). распространение электромагнитных волн, преимущественно видимого и близких к нему широких областей спектра — инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов электромагнитного излучения. Оптические методы исследований (микроскопия, фотография), и различные оптические приборы широко используются во многих прикладных дисциплинах, включая электротехнику, физику, медицину . Вместе с точной механикой оптика является основой оптико-механической промышленности — раздел физики, рассматривающий : Оптика

Слайд 4

Корпускулярно-волновой дуализм Корпускулярная теория света, берущая начало от Ньютона, рассматривает его как поток частиц — квантов света или фотонов. Представлений о свете, как потоке частиц, объясняет явление фотоэффекта и закономерности теории излучения. Волновая теория света , берущая начало от Гюйгенса, рассматривает свет как совокупность, поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты как результат сложения (интерференции) этих волн. Представление о свете, как волне, позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию). Оптика оказалась одним из первых разделов физики, где проявилась ограниченность классических представлений о природе. Была установлена двойственная природа света:

Слайд 5

геометрическая или лучевая оптика, в основе которой лежит представление о световых лучах волновая оптика, изучающая явления, в которых проявляются волновые свойства света квантовая оптика, изучающая взаимодействие света с веществом, при котором проявляются корпускулярные свойства света Разделы оптики

Слайд 6

Закон прямолинейного распространения света. Закон независимости световых пучков. Закон отражения Закон преломления света Первые открытия в оптике были сделаны уже в древности. Тогда были открыты два закона геометрической оптики: закон прямолинейного распространения света и закон отражения света. Эти два закона были описаны знаменитым греческим ученым Евклидом, жившим в III веке до нашей эры. С помощью этих законов Евклид объяснил множество наблюдаемых явлений — например, явление отражения света от плоских и даже сферических зеркал. Основные законы геометрической оптики

Слайд 7

Закон прямолинейного распространения света Луч – часть прямой, указывающей направление распространения света. Прямолинейностью распространения света объясняется образование тени и полутени. При малых размерах источника (источник, находится на расстоянии, по сравнению с которым размерами источника можно пренебречь) получается только тень (область пространства, в которую свет не попадает). При больших размерах источника света (или, если источник находится близко к предмету) создаются нерезкие тени (тень и полутень). Закон прямолинейного распространения света : в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Закон прямолинейного распространения света нарушается и понятие светового луча утрачивает смысл, если свет проходит через малые отверстия, размеры которых сравнимы с длиной волны.

Слайд 8

Закон отражения света Углом падения луча назовем угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (угол α ). Углом отражения луча назовем угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке излома луча (угол β ). Закон отражения света : падающий и отраженный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости (плоскость падения). Угол отражения β равен углу падения α.

Слайд 9

На границе раздела двух прозрачных сред свет может частично отразиться так, что часть световой энергии будет распространяться после отражения по новому направлению, а часть пройдет через границу и продолжит распространяться во второй среде. Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею также в виде пучка. Такое отражение света называется зеркальным отражением . Пучок света, падающий на поверхность, отражается ею во всех направлениях. Такое отражение света называют рассеянным отражением или просто рассеянием света . Закон отражения является справедливым как для случая зеркального, так и для случая рассеянного отражения света. При падении света на разные поверхности возможны два варианта: Виды отражения

Слайд 10

2. Полное отражение При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n2

Слайд 11

Сферическое зеркало — представляет собой часть шарообразной поверхности и может быть выпуклым (рассеивающими) или вогнутым( собирающими). Плоское зеркало — простейшее оптическое устройство, способное создавать изображение предмета. Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, формируется за счет лучей, отраженных от зеркальной поверхности. Это изображение является мнимым, так как оно образуется пересечением не самих отраженных лучей, а их продолжений в «зазеркалье». Отражении света от различных типов зеркал

Слайд 12

Закон преломления света Преломлением света называют явление изменения направления светового луча на границе раздела двух сред. Закон преломления был экспериментально установлен голландским ученым В. Снеллиусом в 1621 г. Закон преломления света : падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения φ к синусу угла x преломления есть величина, постоянная для двух данных сред: sin φ / sin x= v1/ v2=n

Слайд 13

Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления. Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления: n = n2 / n1 Разные вещества, прозрачные для оптических излучений, обладают неодинаковой преломляющей способностью: Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде: Показатели преломления

Слайд 14

Наиболее интересным и практически важным применением является создание волоконных световодов, которые представляют собой тонкие (от нескольких микрометров до миллиметров) произвольно изогнутые нити из оптически прозрачного материала (стекло, кварц). Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей . Распространение света в волоконном световоде. При сильном изгибе волокна закон полного внутреннего отражения нарушается, и свет частично выходит из волокна через боковую поверхность. Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой. Применение явления полного внутреннего отражения в оптических устройствах

Слайд 15

Свойства волновой природы света Интерференция Дисперсия Дифракция Поляризация Волновая теория, в отличие от корпускулярной, рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу волновой теории был положен принцип Гюйгенса , согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Под волновым фронтом Гюйгенс понимал геометрическое место точек, до которых одновременно доходит волновое возмущение. Свойства света, как волны :

Слайд 16

Интерференция 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.

Слайд 17

Английский ученый Томас Юнг первым пришел к гениальной мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн 1 и 2 , одна из которых (1) отражается от наружной поверхности пленки, а вторая (2) — от внутренней. Результат интерференции (усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны. Различие в цвете связано с различием в длине волны (или частоте световых волн). Световым потокам различного цвета соответствуют волны различной длины. При этом происходит интерференция световых волн — сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства . Интерференция в тонких пленках

Слайд 18

в месте соприкосновения линзы и пластины темное пятно вокруг него совокупность маленьких радужных колец расстояния между соседними кольцами быстро убывают с увеличением их радиуса Интерференционная картина имела вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона : Первый эксперимент по наблюдение интерференции света в лабораторных условиях принадлежит И. Ньютону . Он наблюдал интерференционную картину, возникающую при отражении света в тонкой воздушной прослойке между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой большого радиуса кривизны . Французский физик Френель объяснил появление чередующихся светлых и темных колец или полос в области геометрической тени тем, что световые волны, приходящие в результате дифракции из разных точек отверстия в одну точку на экране, интерферируют между собой. Кольца Ньютона

Слайд 19

В результате дифракции свет проникает в область геометрических теней. Явление дифракции объясняет принцип Гюйгенса — Френеля , согласно которому, каждая точка среды, до которой доходит световое возбуждение, сама становится источником вторичной волны, а волновое возмущение в любой точке пространства есть результат интерференции вторичных волн от фиктивных когерентных источников. Дифракция света – это явление огибания волнами препятствий, соизмеримых с длиной световой волны . Размер щели меньше длины волны. Размер щели больше длины волны. Волна проходит сквозь щель, почти не меняя своей формы. Дифракция света

Слайд 20

Дисперсией света называется явление зависимости скорости света от длины волны или частоты . По Ньютону, дисперсия это — зависимость показателя преломления света от его цвета . При прохождении через призму белого света на экране, установленном за призмой, наблюдается радужная полоса, состоящая из семи монохроматических составляющих и их полутонов. Эта полоса называется дисперсионным спектром . Смена цвета происходит непрерывно, причем смесь всех семи цветов дает белый цвет. Показатель преломления не зависит от угла падения светового пучка, но он зависит от его цвета — открытие Ньютона . Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше других – красные. Дисперсия

Слайд 21

Поляризация света Явление поляризации света доказывает волновую природу света и поперечность световых волн. Впервые догадку о поперечности световых волн высказал Т. Юнг (1816 г.). Френель, независимо от Юнга, также выдвинул концепцию поперечности световых волн. Поляризация — это ориентированность колебаний световой волны в пространстве. Эти колебания перпендикулярны направлению движения луча света . Пучок света состоит из множества квантов. Если их колебания различны, такой свет не поляризован , если же все кванты имеют абсолютно одинаковую ориентацию, свет называют полностью поляризованным . Степень поляризации может быть различной в зависимости от того, какая доля квантов в нем обладает одинаковой ориентацией колебаний. В середине XIX века Максвелл сделал вывод о том, что свет – это электромагнитные волны.

Оптика — Класс!ная физика

Оптика

«Физика — 11 класс»

Первые представления древних ученых о свете были весьма наивны.
Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов.
Останавливаться подробно на подобных воззрениях сейчас, разумеется, нет необходимости.
Как происходило развитие научных представлений о том, что такое свет.

Два способа передачи воздействий

От источника света, например от лампочки, свет распространяется во все стороны и падает на окружающие предметы, вызывая, в частности, их нагревание.
Попадая в глаз, свет вызывает зрительные ощущения — мы видим.
Можно сказать, что при распространении света происходит передача воздействий от одного тела (источника) к другому (приемнику).

Вообще же действие одного тела на другое может осуществляться двумя способами: либо посредством переноса вещества от источника к приемнику, либо же посредством изменения состояния среды между телами (без переноса вещества).

Можно, например, заставить звучать струну, ударив по ней, а можно поместить около нее такую же струну, возбудив в ней колебания.
Тогда звуковые волны второй струны, дойдя до первой, вызовут ее звучание.

Корпускулярная и волновая теории света

В соответствии с двумя способами передачи энергии от источника к приемнику возникли и начали развиваться две совершенно различные теории о том, что такое свет, какова его природа.
Причем возникли они почти одновременно в XVII в.

Одна из этих теорий связана с именем Ньютона, другая — с именем Гюйгенса.

Ньютон придерживался так называемой корпускулярной теории света, согласно которой свет — это поток частиц, идущих от источника во все стороны (перенос вещества).

Согласно же представлениям Гюйгенса свет — это волны, распространяющиеся в особой, гипотетической среде — эфире, заполняющем все пространство и проникающем внутрь всех тел.

Обе теории длительное время существовали параллельно.
Ни одна из них не могла одержать решающей победы.
Лишь авторитет Ньютона заставлял большинство ученых отдавать предпочтение корпускулярной теории.
Известные в то время из опыта законы распространения света более или менее успешно объяснялись обеими теориями.

На основе корпускулярной теории было трудно объяснить, почему световые пучки, пересекаясь в пространстве, никак не действуют друг на друга.
Ведь световые частицы должны сталкиваться и рассеиваться.
Волновая же теория это легко объясняла.
Волны, например на поверхности воды, свободно проходят друг сквозь друга, не оказывая взаимного влияния.

С другой стороны, прямолинейное распространение света, приводящее к образованию за предметами резких теней, трудно объяснить на основе волновой теории.
По корпускулярной же теории прямолинейное распространение света является просто следствием закона инерции.

Такая неопределенность во взглядах на природу света господствовала до начала XIX в., когда были впервые изучены явление огибания светом препятствий (дифракция) и явление усиления или ослабления света при наложении световых пучков друг на друга (интерференция).
Эти явления присущи исключительно волновому движению.
Объяснить их с помощью корпускулярной теории нельзя.
Поэтому казалось, что волновая теория одержала окончательную и полную победу.

Такая уверенность особенно окрепла, когда Максвелл во второй половине XIX в. доказал, что свет — это частный случай электромагнитных волн.
Работами Максвелла были заложены основы электромагнитной теории света.

После экспериментального обнаружения электромагнитных волн Герцем никаких сомнений в том, что при распространении свет ведет себя как волна, не осталось.
Нет их и сейчас.

Однако в начале XX в. представления о природе света начали, тем не менее, коренным образом меняться.
Неожиданно выяснилось, что отвергнутая корпускулярная теория все же имеет отношение к действительности.
Оказалось, что при излучении и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц.

Были обнаружены прерывистые, или, как говорят, квантовые, свойства света.
Возникла необычная ситуация: явления интерференции и дифракции по-прежнему можно было объяснить, если считать свет волной, а явления излучения и поглощения — если считать свет потоком частиц.
В этой связи вспомним прежде всего, что нам было известно о свете раньше из курса физики.

Геометрическая и волновая оптика

При первоначальном ознакомлении в курсе физики с оптическими явлениями было введено понятие светового луча, как линии, перпендикулярной фронту волны и указывающей направление, в котором свет переносит энергию.

Геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором изучаются законы распространения света в прозрачных средах и законы его отражения от зеркальных поверхностей на основе представления о световом луче.
Одним из основных положений геометрической оптики является положение о прямолинейности распространения света.
Законы преломления и отражения света были установлены экспериментально задолго до выяснения природы света.
Однако они могут быть выведены на основе волновой теории в случае, если длина волны света много меньше размеров препятствий, расположенных не очень далеко от места наблюдения.

Одним из основных положений геометрической оптики является положение о прямолинейности распространения света.

Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Световые волны. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Оптика — Скорость света — Принцип Гюйгенса. Закон отражения света — Закон преломления света — Полное отражение — Линза — Построение изображения в линзе — Формула тонкой линзы. Увеличение линзы — Примеры решения задач. Геометрическая оптика — Дисперсия света — Интерференция механических волн — Интерференция света — Некоторые применения интерференции — Дифракция механических волн — Дифракция света — Дифракционная решетка — Поперечность световых волн. Поляризация света — Поперечность световых волн и электромагнитная теория света — Примеры решения задач. Волновая оптика — Краткие итоги главы

Решение задач по теме «Оптика». Видеоурок. Физика 11 Класс

Данный урок является завершающим в главе «Оптика» и посвящен решению задач, связанных с этим разделом физики. В ходе этого урока будут подробно показаны решения трех типовых задач различной сложности, которые взяты из сборника задач для подготовки к единому государственному экзамену.

На рисунке 1 представлена плоскопараллельная пластина и указан ход луча через эту пластину. Определите показатель преломления пластины. Варианты ответа: 1. 0,67; 2. 1,33; 3. 1,5; 4. 2,0.

Рис. 1. Иллюстрация к задаче

Решение

Показатель преломления равен:

,

где  – угол падения,  – угол преломления (см. Рис. 2).

Для определения синусов данных углов рассмотрим два прямоугольных треугольника (выделенных красным цветом на рисунке 2).

Рис. 2. Иллюстрация к задаче

Из первого треугольника:

 ,

где  – катет, противолежащий углу ;  – гипотенуза.

Из второго треугольника:

,

где  – катет, противолежащий углу ;  – гипотенуза.

Согласно теореме Пифагора:

— гипотенуза первого треугольника:

,

где  – катет, прилежащий углу .

— гипотенуза второго треугольника:

,

где  – катет, прилежащий углу .

На рисунке 2 видно, что:

 

 

Следовательно:

 

Таким образом, показатель преломления равен:

 

Ответ: 3. .

На экране с помощью тонкой линзы, фокусное расстояние которой равно 36,5 см, получено изображение предмета с десятикратным увеличением. Необходимо найти расстояние от линзы до изображения.

Дано:  – увеличение;  – фокусное расстояние линзы

Найти:  – расстояние от линзы до изображения

Решение

Формула тонкой линзы:

,

где d – расстояние от линзы до предмета.

Увеличение линзы определяется по формуле:

 

Выразим из этой формулы расстояние от линзы до предмета и подставим полученное значение в формулу тонкой линзы:

 

 

 

Отсюда расстояние от линзы до изображения равно:

 

Подставим в данное выражение известные значения:

 

Ответ: .

Сколько раз длина волны света укладывается в пленке, толщина которой составляет ? Показатель преломления пленки – 1,8; длина волны в вакууме – 720 нм. Волна падает на пленку перпендикулярно ее плоскости.

Дано:  – длина волны в вакууме;  – показатель преломления пленки;  – толщина пленки

Найти:  – число длин волн

Решение

На толщине пленки d укладывается число длин волн:

,

где  – длина волны в пленке.

Как известно, длина волны в веществе (пленке) равна:

,

где n – показатель преломления вещества,  – длина волны в вакууме.

Следовательно:

 

Подставим в данное выражение известные значения:

 

Ответ:

 

Список литературы

1. Физика. 11 класс: Учебник для общеобразоват. учреждений и шк. с углубл. изучением физики: профильный уровень / А.Т. Глазунов, О.Ф. Кабардин, А.Н. Малинин и др. Под ред. А.А. Пинского, О.Ф. Кабардина. Рос. акад. наук, Рос. акад. образования. – М.: Просвещение, 2009.
2. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2005.
3. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2010.
4. В.А. Орлов. Тематические тесты по физике. 11 класс. – М.: Вербум, 2000.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Class-fizika.narod.ru (Источник).
2. Physics.gubkin.ru (Источник).
3. Afportal.kulichki.net (Источник).

 

Домашнее задание

1. Упражнение 9 (1, 2, 7) стр. 195; упражнение 10 (1) стр. 223 – Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2010. (Источник)
2. Под каким углом (в градусах) падает луч света на стеклянную пластинку с показателем преломления, равным , если преломленный луч оказался перпендикулярным отраженному?
3. На экране с помощью тонкой линзы получено изображение предмета с пятикратным увеличением. Экран передвинули на 30 см вдоль главной оптической оси линзы. Затем при неизменном положении линзы передвинули предмет, чтобы изображение снова стало резким. В этом случае получилось изображение с трехкратным увеличением. На сколько пришлось передвинуть предмет относительно его первоначального положения?
4. Лампа находится на расстоянии 2 м от экрана. На каком расстоянии от лампы нужно поставить собирающую линзу с фокусным расстоянием 0,4 м, для того чтобы получить на экране увеличенное изображение лампы?

Волновая оптика. Интерференция света . Видеоурок. Физика 11 Класс

На этом уроке мы узнаем, что свет имеет волновую природу, рассмотрим явление интерференции света. Узнаем, для чего применяется интерференция, а также поговорим о трех методах экспериментального получения когерентных волн. В конце урока решим задачу на нахождение разности путей, пройденных лучами.

Благодаря прошлым урокам нам известно, что свет является совокупностью прямолинейных лучей, определенным образом распространяющихся в пространстве. Однако для объяснения свойств некоторых явлений мы не можем пользоваться представлениями геометрической оптики, то есть не можем игнорировать волновые свойства света. Например, при прохождении солнечного света через стеклянную призму на экране возникает картина чередующихся цветных полос (рис. 1), которые называют спектром; при внимательном рассмотрении мыльного пузыря видна его причудливая окраска (рис. 2), постоянно меняющаяся с течением времени. Для объяснения этих и других подобных примеров мы будем использовать теорию, которая опирается на волновые свойства света, то есть волновую оптику.

Рис. 1. Разложение света в спектр

Рис. 2. Мыльный пузырь

На этом уроке мы рассмотрим явление, которое называется интерференцией света. С помощью этого явления ученые в XIX веке доказали, что свет имеет волновую природу, а не корпускулярную.

Явление интерференции заключается в следующем: при наложении друг на друга в пространстве двух или более волн возникает устойчивая картина распределения амплитуд, при этом в некоторых точках пространства результирующая амплитуда является суммой амплитуд исходных волн, в других точках пространства результирующая амплитуда становится равной нулю. При этом на частоты и фазы исходно складывающихся волн должны быть наложены определенные ограничения.

Пример сложения двух световых волн

Увеличение или уменьшение амплитуды зависит от того, с какой разностью фаз две складывающиеся волны приходят в данную точку.

На рис. 3 показан случай сложения двух волн от точечных источников  и , находящихся на расстоянии  и  от точки M, в которой производят измерения амплитуды. Обе волны имеют в точке M в общем случае различные амплитуды, так как до попадания в эту точку они проходят разные пути и их фазы различаются.

Рис. 3. Сложение двух волн

На рис. 4 показано, как зависит результирующая амплитуда колебания в точке M от того, в каких фазах приходят ее две синусоидальные волны. Когда гребни совпадают, то результирующая амплитуда максимально увеличивается. Когда гребень совпадает со впадиной, то результирующая амплитуда обнуляется. В промежуточных случаях результирующая амплитуда имеет значение между нулем и суммой амплитуд складывающихся волн (рис. 4).

Рис. 4. Сложение двух синусоидальных волн

Максимальное значение результирующей амплитуды будет наблюдаться в том случае, когда разность фаз между двумя складывающимися волнами равна нулю. То же самое должно наблюдаться, когда разность фаз равна , так как  – это период функции синуса (рис. 5).

Рис. 5. Максимальное значение результирующей амплитуды

Амплитуда колебаний в данной точке максимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебание в этой точке, равна целому числу длин волн или четному числу полуволн (рис. 6).

Рис. 6. Максимальная амплитуда колебаний в точке M

, где .

Амплитуда колебаний в данной точке минимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебание в этой точке, равна нечетному числу полуволн или полуцелому числу длин волн (рис. 7).

Рис. 7. Минимальная амплитуда колебаний в точке M

, где .

Интерференцию можно наблюдать только в случае сложения когерентных волн (рис. 8).

Рис. 8. Интерференция

Когерентные волны – это волны, которые имеют одинаковые частоты, постоянную во времени в данной точке разность фаз (рис. 9).

Рис. 9. Когерентные волны

Если волны не когерентны, то в любую точку наблюдения две волны приходят со случайной разностью фаз. Таким образом, амплитуда после сложения двух волн также будет случайной величиной, которая изменяется с течением времени, и эксперимент будет показывать отсутствие интерференционной картины.

Некогерентные волны – это волны, у которых разность фаз непрерывно меняется (рис. 10).

Рис. 10. Некогерентные волны

Существует много ситуаций, когда можно наблюдать интерференцию световых лучей. Например, бензиновое пятно в луже (рис. 11), мыльный пузырь (рис. 2).

Рис. 11. Бензиновое пятно в луже

Пример с мыльными пузырями относится к случаю так называемой интерференции в тонких пленках. Английский ученый Томас Юнг (рис. 12) первым пришел к мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн, одна из которых отражается от наружной поверхности пленки, а другая – от внутренней.

Рис. 12. Томас Юнг (1773-1829)

Результат интерференции зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны света. Усиление произойдет в том случае, если преломленная волна отстанет от отраженной на целое число длин волн. Если же вторая волна отстанет на половину волны или на нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света (рис. 13).

Рис. 13. Отражение световых волн от поверхностей пленки

Когерентность волн, отраженных от внешней и внутренней поверхности пленки, объясняется тем, что обе эти волны являются частями одной и той же падающей волны.

Различие в цветах соответствует тому, что свет может состоять из волн различной частоты (длины). Если свет состоит из волн с одинаковыми частотами, то он называется монохроматическим и наш глаз воспринимает его как один цвет.

Монохроматический свет (от др.-греч. μόνος – один, χρῶμα – цвет) – электромагнитная волна одной определенной и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно воспринимаемых человеческим глазом. Происхождение термина связано с тем, что различие в частоте световых волн воспринимается человеком как различие в цвете. Однако по своей физической природе электромагнитные волны видимого диапазона не отличаются от волн других диапазонов (инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и т. д.), и по отношению к ним также используют термин «монохроматический» («одноцветный»), хотя никакого ощущения цвета эти волны не дают. Свет, состоящий из волн с различными длинами, называется полихроматическим (свет от солнца).

Таким образом, если на тонкую пленку падает монохроматический свет, то интерференционная картина будет зависеть от угла падения (при некоторых углах волны будут усиливать друг друга, при других углах – гасить). При полихроматическом свете для наблюдения интерференционной картины удобно использовать пленку переменной толщины, при этом волны с разными длинами будут интерферировать в разных точках, и мы можем получить цветную картинку (как в мыльном пузыре).

Существуют специальные приборы – интерферометры (рис. 14, 15), с помощью которых можно измерять длины волн, показатели преломления различных веществ и другие характеристики.

Рис. 14. Интерферометр Жамена

Рис. 15. Интерферометр Физо

К примеру, в 1887 году два американских физика, Майкельсон и Морли (рис. 16), сконструировали специальный интерферометр (рис. 17), с помощью которого они собирались доказать или опровергнуть существование эфира. Этот опыт является одним из самых знаменитых экспериментов в физике.

Рис. 16. А. Майкельсон и Э. Морли

Рис. 17. Звездный интерферометр Майкельсона

Интерференцию применяют и в других областях человеческой деятельности (для оценки качества обработки поверхности, для просветления оптики, для получения высокоотражающих покрытий).

Условие

Два полупрозрачных зеркала расположены параллельно друг другу. На них перпендикулярно плоскости зеркал падает световая волна частотой  (рис. 18). Чему должно быть равно минимальное расстояние между зеркалами, чтобы наблюдался минимум интерференции проходящих лучей первого порядка?

Рис. 18. Иллюстрация к задаче

Дано:  

Найти:

Решение

Один луч пройдет сквозь оба зеркала. Другой пройдет сквозь первое зеркало, отразится от второго и первого и пройдет сквозь второе. Разность хода этих лучей составит удвоенное расстояние между зеркалами.

 

Номер минимума соответствует значению целого числа .

Длина волны равна:

,

где  – скорость света.

 

Подставим в формулу разности хода значение  и значение длины волны:

 

Ответ: .

Для получения когерентных световых волн при использовании обычных источников света применяют методы деления волнового фронта. При этом световая волна, испущенная каким-либо источником, делится на две или более частей, когерентных между собой.

1. Получение когерентных волн методом Юнга

Источником света служит ярко освещенная щель, от которой световая волна падает на две узкие щели  и  параллельные исходной щели S (рис. 19). Таким образом, щели  и  служат когерентными источниками. На экране в области BC наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.

Рис. 19. Получение когерентных волн методом Юнга

2. Получение когерентных волн с помощью бипризмы Френеля

Данная бипризма состоит из двух одинаковых прямоугольных призм с очень малым преломляющим углом, сложенных своими основаниями. Свет от источника преломляется в обеих призмах, в результате этого за призмой распространяются лучи, как бы исходящие из мнимых источников  и  (рис. 20). Эти источники являются когерентными. Таким образом, на экране в области BC наблюдается интерференционная картина.

Рис. 20. Получение когерентных волн с помощью бипризмы Френеля

3. Получение когерентных волн с помощью разделения по оптической длине пути

Две когерентные волны создаются одним источником, но до экрана проходят разные геометрические пути длины  и  (рис. 21). При этом каждый луч идет в среде со своим абсолютным показателем преломления. Разность фаз между волнами, приходящими в точку на экране, равна следующей величине:

,

где и  – длины волн в средах, показатели преломления которых равны соответственно  и .

Рис. 21. Получение когерентных волн с помощью разделения по оптической длине пути

Произведение геометрической длины пути на абсолютный показатель преломления среды называется оптической длиной пути.

,

 – оптическая разность хода интерферирующих волн.

С помощью интерференции можно оценить качество обработки поверхности изделия с точностью до  длины волны. Для этого нужно создать тонкую клиновидную прослойку воздуха между поверхностью образца и очень гладкой эталонной пластиной. Тогда неровности поверхности до  см вызовут заметное искривление интерференционных полос, образующихся при отражении света от проверяемых поверхностей и нижней грани (рис. 22).

Рис. 22. Проверка качества обработки поверхности

Множество современной фототехники использует большое количество оптических стекол (линзы, призмы и т. д.). Проходя через такие системы, световой поток испытывает многократное отражение, что пагубно влияет на качество изображения, поскольку при отражении теряется часть энергии. Чтобы избежать этого эффекта, необходимо применять специальные методы, одним из которых является метод просветления оптики.

Просветление оптики основано на явлении интерференции. На поверхность оптического стекла, например линзы, наносят тонкую пленку с показателем преломления, меньшим показателя преломления стекла.

На рис. 23 показан ход луча, падающего на поверхность раздела под небольшим углом. Для упрощения все вычисления делаем для угла, равного нулю.

Рис. 23. Просветление оптики

Разность хода световых волн 1 и 2, отраженных от верхней и нижней поверхности пленки, равна удвоенной толщине пленки:

  

Длина волны в пленке меньше длины волны в вакууме в n раз (n – показатель преломления пленки):

 

Для того чтобы волны 1 и 2 ослабляли друг друга, разность хода должна быть равна половине длины волны, то есть:

 

 

Если амплитуды обеих отраженных волн одинаковы или очень близки друг к другу, то гашение света будет полным. Чтобы добиться этого, подбирают соответствующим образом показатель преломления пленки, так как интенсивность отраженного света определяется отношением коэффициентов преломления двух сред.

 

Список литературы

1. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2010.
2. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2005.
3. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И., Физика 11. – М.: Мнемозина.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «Reprint1.narod.ru» (Источник).
2. Интернет-портал «Eduspb.com» (Источник).
3. Интернет-портал «Youtube.com» (Источник).
4. Интернет-портал «Toehelp.ru» (Источник).
5. Интернет-портал «Exir.ru» (Источник).

 

Домашнее задание

1. Вопросы в конце параграфа 67 (стр. 202), вопросы в конце параграфа 68 (стр. 206) – Мякишев Г.Я. Физика 11 (см. список рекомендованной литературы)    
2. Где используется явление интерференции?
3. Каково условие максимумов интерференции?
4. В некоторую точку на экране приходит два когерентных излучения с оптической разностью хода 1,2 мкм. Длина волны этих лучей в вакууме – 600 нм. Определите, что произойдет в этой точке в результате интерференции в трех случаях: а) свет идет в воздухе; б) свет идет в воде; в) свет идет в стекле с показателем преломления 1,5.

Урок физики 11 класс «Геометрическая оптика»

План урока

Урок:

Школа: НИШ ФМН

Дата:

Имя учителя: Танабаева К.

Класс: 11

Количество

Учащихся:

Количество отсутсвующих:

Тема урока: Принцип Гюйгенса. Закон отражения света. Закон преломление света. Решение задач.

Цели обучения:

1.Различать оптические явления на границе раздела двух сред. Одновременное отражение и преломление света на границе раздела двух сред.

2. Отражение света: 1)диффузное; 2)зеркальное

3.Принцип Гюйгенса и вывод отражения света.

4.Изображение в плоском зеркале.

5.Закон преломление света.

Цели урока:

Выяснить сущность принципа Гюйгенса, изучить закон отражение света, изучить закон преломления света.

Привить умения и навыки при решении количественных и качественных задач.

Языковые цели:

Учащиеся могут описать оптические явления на границе раздела двух сред и определить термины «отражение света», «преломление света», объяснить разницу между зеркальным и диффузным отражением.

Специальная предметная лексика и терминология: отражение света, принцип Гюйгенса, закон отражение света, закон преломление света, зеркальное и диффузное отражение света.

Полезное устойчивое выражение для диалогов:

Диффузное или рассеянное отражение света, позволяет видеть тела .

Отражения и поглощение падающего на тело излучения зависит от рода вещества,…

Зеркальная поверхность это…

Диффузная поверхность это…

Первоначальные знания:

Геометрическая оптика. Прямолинейное распространение света. Тени, миражи, затмения.

Ход урока:

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало

0-2мин

3-6 мин

7-9 мин

10-12 мин

Подготовка к восприятию нового материала.

1.Что понимают под видимым оптическим излучением?

2. Что называют световым пучком?

3. Что называют световым лучом?

4. Сформулируйте закон прямолинейного распространение света.

5.Всегда ли свет распространяется прямолинейно?

Провести эксперимент:

1. изучение свойств изображение в плоском зеркале;

2. пропустить луч через плоско параллельную пластину.

Оптические явления на границе раздела двух сред.

Одновременное отражение и преломление света на границе раздела двух сред.

Законы отражение и преломление света можно вывести из одного общего принципа, описывающего поведение волн принципа Гюйгенса.

Согласно принципа Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

Объяснить учащимся закон отражение света из построение Гюйгенса, падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точке падения , лежат в одной плоскости.

Угол отражения равен углу падения: α=γ

Объяснить учащимся закон преломления света. Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.

Опыт

На дно, стоящей перед учащимися чашки положить монетку так. чтобы она не была видна учащемуся. Попросить его не поворачивая головы, налить в чашку воды, то монетка «всплывёт». Если из чашки спринцовкой удалить воду, то дно с монеткой опять «опустится».

Оборудование: оптическая шайба, галогеновая лампа, зеркала, плоско параллельная пластина

Презентация формата « РоwerPoint» включает в себя принцип Гюйгенса, закон отражение света, закон преломления света.

Середина

13-20 мин

21-30 мин

31-35 мин

Объяснить учащимся что отражение и поглощение падающего на тело излучения зависит от рода вещества, состояния поверхности, состава излучения и угла падения.

Отражение света:

1)диффузное, или рассеянное, позволяет нам видеть тела;

2)зеркальное.

Практическое применение отражения света, оптоволокна.

Изображение в плоском зеркале.

Изображение любого предмета в плоском зеркале (мнимое и прямое) равно по размерам самому предмету и расположено относительно зеркала симметрично предмету.

Решение качественных и количественных задач. Предложить учащимся самостоятельно разобрать задачи.

1)Луч светеа падает на зеркало под углом 35⁰ к его поверхности. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами?

Чему равен угол отражения? Сделайте чертеж.

2) Луч света падает на зеркало перпендикулярно. На какой угол отклонится отраженный луч от падающего, если зеркало повернуть на угол 16⁰.

Привести примеры диффузного и зеркального отражения.

Презентация формата « Роwer- Point» включает в себя принцип Гюйгенса, закон отражение света, примеры практического применения отражения света, предложить учащимся тест.

36-40 мин

Подвести итоги урока: сделать выводы проведенных опытов.

Ответить на вопросы: в чем состоит принцип Гюйгенса?

Сформулируйте закон отражение света.

Изображения в плоском зеркале.

Домашнее задание .

Начало

41-50мин

Подготовка к восприятию нового материала.

1.Что понимают под видимым оптическим излучением?

2. Что называют световым пучком?

3. Что называют световым лучом?

4. Сформулируйте закон прямолинейного распространение света.

5.Всегда ли свет распространяется прямолинейно?

6.В чем заключается принцип Гюйгенса?

7.Сформулируйте закон отражение света.

8. Сформулируйте закон преломление света.

9.Какое изображение получаем в плоском зеркале?

Проверка знании учащихся.

Тест (7-8 мин)

51-65 мин

Решение задач по данной теме.

66-75 мин

Самостоятельная работа учащихся.

Л.А.Кирик самостоятельные и контрольные работы 11 класс

76-80 мин

Подведение итогов.

Дополнительная информация

Дифференциация – как Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащихся?

Меж предметные связи: Здоровье и безопасность. Связи с ИКТ. Связи с ценностями (воспитательный элемент)

Все учащиеся будут: Приводить примеры отражение света, диффузное и зеркальное отражение, примеры практического использование отражения света.

(1) Опрос в начале урока (2) Групповая дискуссия: в чем состоит принцип Гюйгенца, что происходит при отражении света (3) Оценка результатов – практических опытов. (4) результаты решенных задач.

(6) Спросить учащихся значение слов «отражение света» , «диффузное отражение» и «зеркальное отражение» на их втором языке (казахский или русский) и третьем языке (английский язык).

В процессе обработки и обращения с данными, полученными в ходе эксперимента, учащимися демонстрируется креативный и критический подход. Работа в парах и группах и В процессе обработки и обращения с данными, полученными в ходе эксперимента, учащимися демонстрируется креативный и критический подход. Работа в парах и группах, использование прибора и тщательное соблюдение инструкций демонстрирует ответственность и в некоторой степени, способность обеспечить безопасную работу с другими, способствует осведомленности учащихся о том, как сохранить здоровье и позаботиться о безопасности окружающих.

Рефлексия

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными? Что учащиеся выучили сегодня? Какая атмосфера царила в классе? Сработала ли дифференциация, проводимая мной? Уложилась ли я в сроки? Какие отступления были от плана урока и почему? Используйте данный раздел для рефлексии (размышления над уроком). Ответьте на вопросы о Вашем уроке из левой колонки

Используйте данный раздел для рефлексии (размышления над уроком). Ответьте на вопросы о Вашем уроке из левой колонки.

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1:

2:

Какие две вещи могли бы улучшить урок (подумайте как о преподавании, так и об обучении)? 1:

2:

Что я узнала за время урока о классе или отдельных учениках такого, что поможет мне подготовится к следующему уроку.

Литература:

1.Г.Я.БМякишев, Б.Б.Буховцев, физика 11класс «Просвещение» Москва 2001

2.А.Е.Марон, Е.А.Марон, физика 11класс, дидактические материалы, «Дрофа» Москва 2013

3.Л.Э.Гендельштейн, Л.А.Кирик , физика 9 класс, задачник «Мнемозина» Москва, 2012

Вариант I

1.Какие изменения происходят со световым пучком при отражении его от плоского зеркала?

А. Изменяется структура и направление светового пучка.

В. Изменяется только структура светового пучка.

С. Изменяется направление светового пучка, но не меняется структура.

2. Если луч света падает на поверхность зеркала под углом 30⁰ к горизонту, то чему равен угол отражения?

А.30⁰ . В.60⁰ . С.90⁰.

3. Справедливы ли законы отражения в случае падения света на лист тетрадной бумаги?

А. Да. В. Справедливы, если лучи падают перпендикулярно. С. Нет

4. Плоское зеркало может вращаться вокруг оси О перпендикулярно плоскости, в которой в которой расположены лучи. Луч света падает на зеркало под углом . На какой угол повернется отраженный луч, если зеркало повернуть на 10⁰ ?

А.10⁰ В. На 20⁰ С. На 30⁰

5. Какое из утверждений неверно?

А. Световой луч не перпендикулярен волновой поверхности.

В. В однородной среде световые лучи – прямые линии.

С. Световой луч – это линия, вдоль которой распространяется энергия световой волны.

6. Перед вертикально поставленным плоским зеркалом стоит человек. Как изменится расстояние между человеком и его изображением, если человек приблизится к плоскости зеркало на 1м?

А. Увеличится на 1 м.

В. Уменьшится на 1 м.

С. Уменьшится на 2 м.

7. В каком случае угол преломления равен углу падения?

А. Только тогда, когда показатели преломления двух сред одинаковы.

В. Только тогда, когда падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела двух сред.

С. Когда показатели преломления двух сред одинаковы; падающий луч перпендикулярен к поверхности раздела двух сред.

8. Если рассматривать дно водоема на глубине 2,66 м, то будет казаться, что глубина равна:

А. 2 м. В. 1,33 м. С. 2,66.

9.Если угол падения луча на поверхность раздела двух сред увеличивается, то относительный показатель преломления этих сред:

А. Уменьшится. В. Увеличится. С. Не изменится.

10.Возможно ли полное отражение, если световой луч падает из воздуха в воду?

А. Нет . В. Да. С. Может произойти полное отражение, если угол падения больше предельного угла преломления.

11.При переходе луча в оптически более плотную среду угол падения:

А. Меньше угла преломления.

В. Больше угла преломления.

С. Равен углу преломления.

12. Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно равны 1,33; 1,5; 2,42. В каком из этих веществ предельный угол полного отражения при выходе в воздух имеет максимальное значение?

А. В воде. В. В стекле. С. В алмазе.

Вариант II

1.Человек стоял перед плоским зеркалом, затем отошел от него на расстояние 5 м. На сколько увеличилось при этом расстояние между человеком и его изображением?

А. На 5 м. В. На2,5. С. На 10м

2.Человек стоял перед плоским зеркалом, затем отошел от него на расстояние 1 м. Как изменится величина изображения?

А. Уменьшится. В. Увеличится. С. Не изменится.

3.Как увеличится угол между падающим и отраженным лучами, если плоское зеркало повернуть на угол ϕ?

А. На ϕ. В. На С. На 2 ϕ

4. Если поместить перед зеркалом свою руку, будет ли его изображение тождественным самой руке?

А. Нет, рука и ее изображение взаимно симметричные фигуры.

В. Да, рука и его изображение симметричные фигуры.

В. Будет тождественным, если между рукой и зеркалом малое расстояние.

5. Человек приближается к зеркалу со скоростью 5 км/с. С кокой скоростью он перемещается относительно своего изображения?

А. 5 км/с. В. 10 км/с С. 20 км/с

6. Предмет находится от плоского зеркала на расстоянии 10 см. На каком расстоянии от предмета окажется его изображение, если предмет отодвинуть еще на 15 см?

А. 0,2 м. В. 0,5 м. С. 0,7 м.

7. Как меняются кажущиеся размеры предмета в воде?

А. Уменьшится. В. Увеличится. С. Не изменится.

8. Для нахождения предельного угла при падении луча на границу стекло – вода нужно использовать формулу:

А. sin α_{0 =} В. sin α₀ = n_c . n_в С. sin α_{0 =}

9.Как меняется предельный угол отражения на границе раздела двух сред «вода — воздух» с увеличением угла падения?

А. Не изменится. В. Увеличится. С Уменьшится.

10. При переходе луча в оптически менее плотную среду угол преломления:

А. Меньше угла падения. В. Равен углу падения. С. Больше угла падения.

11 Как изменится скорость распространения света при переходе из вакуума в прозрачную среду с абсолютным показателем преломления n = 2?

А. Увеличится в 2 раза. В. Остается неизменной. С. Уменьшится в 2 раза.

12. При некотором значении α угла падения луча света на границу раздела двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно n. Чему равно это отношение при увеличении угла падения в 2 раза?

А. . В. n. C. 2n.

Рубрикаторы для оценивания практических работ.

№

задания

Характеристика

заданий

Проверяемые

элементы

Критерии

Уровни

сложности

A

B

C

D

1

Цель работы, гипотеза.

Учащийся правильно определил цель работы

1

Б

Учащийся правильно сформулировал гипотезу

2

П

2

Приборы и

материалы

Учащийся правильно перечислил

Необходимые приборы.

1

Б

3

План работы

Учащийся правильно составил план эксперимента

1

Б

Учащийся самостоятельно собрал установку.

1

Б

Учащийся самостоятельно выполнил работу

1

Б

4

Измерения

Учащийся определил цену деления

1

Б

Учащийся правильно произвел измерения

2

П

Учащийся рационально выбрал единицы измерения

2

П

5

Таблица и рисунки

Результаты измерений внесены

В таблицу. Рисунок выполнен

1

Б

Правильно оформлены заголовки таблицы и рисунка

1

Б

Правильно оформлены результаты

2

П

6

Вывод

Учащийся правильно сделал вывод

1

Б

Учащийся оценил результат на реальность

2

П

Сделал рефлексию с использованием элементов критического мышления

1

Б

Учащийся знает и применяет инструкции

1

П

Итого

5

5

5

6

21

Ход занятия

В ходе проведения занятия необходимо рассмотреть ряд качественных задач и далее решить несколько расчетных задач по мере возрастания их сложности.

Прежде чем приступить к выполнению задания, необходимо повторить основные законы геометрической оптики и определения: луч падающий, отраженный, преломленный, углы падения, отражения, преломления, абсолютный и относительный показатели преломления, явление полного внутреннего отражения.

Получите основные законы геометрической оптики (законы преломления, отражения), применяя принцип Гюйгенса-Френеля для волн на границе двух сред.

Обратите внимание, что законы геометрической оптики и волновой оптики проявляются в физике при определенных физических условиях и имеют свои границы применимости. 

Качественные задачи

1. В ясные солнечные дни на загородных асфальтированных шоссе водители часто наблюдают «миражи»: некоторые участки асфальта, находящиеся впереди автомашины на расстоянии 80-100 м, кажутся покрытыми лужами. При приближении лужи исчезают и снова появляются впереди на других местах примерно на том же расстоянии. Как объясняется это явление?

2. Луч света падает нормально на границу раздела двух сред. Чему равен угол отражения луча в градусах?

3. Всегда ли световые лучи распространяются в среде прямолинейно?

4. Если с самолета, летящего над морем, смотреть на поверхность моря, то непосредственно внизу она более темная, чем вдали. Как это можно объяснить?

5. Луч света проходит через три прозрачные среды с показателями преломления n₁, n₂ и n₃ (рис. 1). Каково соотношение между показателями преломления сред?

6. В центре полого толстостенного шара из стекла находится точечный источник света. Будут ли преломляться световые лучи, распространяясь от источника через стенки шара?

7. Световой луч проходит в вакууме расстояние S₁ = 30 см, а в прозрачной жидкости за это же время расстояние S₂ = 0,25 м. Определите показатель преломления жидкости.

Задание к формативному оцениванию

Предмет: физика

Класс: 11

Раздел: Геометрическая оптика.

Тема урока: Принцип Гюйгенса. Закон отражения света. Закон приломления света.

Критерии

Дескрипторы

достиг

стремится

итог

достиг

стремится

А

Знает закон отражения света.

Знает закон приломления света.

Знает закон приломления света.

Знает какое изображение получается в плоском зеркале.

Знает как определять предельный угол отражения.

В

Умеет применять закон отражнние света.

В

Умеет определять искомые величины по формуле применяя закон преломление света.

В

Умеет применять формулу придельного приломления света.

С

Умеет правильно применять закон преломления света.

Умеет правильно находить изображение в плоском зеркале.

Умеет анализировать соотнашения между физическими величинами, определить толщину стеклянной пластины.

Задания :

1.Каким должен быть угол падения светового луча. Чтобы отраженный луч составлял с падающим угол 50⁰.

2. При переходе луча света из первой сркды во вторую угол падения равен 60⁰, а угол преломления 30⁰. Каков относительный показатель преломления второй среды по отношению к первой?

3. Показатели преломления относительно воздуха для воды, стекла и алмаза соответственно равны 1,33; 1,5; 2,42. В каком из этих веществ предельный угол полного отражения при выходе в воздух имеет максимальное значение?

4. Каков угол падения луча в воздухе на поверхность воды, если угол между преломленным и отраженным лучами равен 90⁰? Показатель преломления воды равен 1,33.

5. Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластину. Угол падения равен 60⁰. Какова толщина пластины, если при выходе из нее луч сместился на 10 мм? Показатель преломления стекла 1,5.

6. Человек стоит на расстоянии 5 м от вертикально расположенного плоского зеркала.На каком расстоянии от себя он видит свое изображение? Какое это изображение? Как изменится расстояние, если зеркало отодвинуть от человека на 2 м?

Цели обучения

Критерийлер

Дескрипторлар

Достиг

Стремится

Вывод

Достиг

Стремится

ЦО 1

А

Ученик знает закон отражения света.

Ученик знает закон приломления света.

Ученик знает какое изображение получается в плоском зеркале.

Ученик знает как определять предельный угол отражения.

ЦО2

В

Ученик может применять закон отражнние света.

ЦО2

В

Ученик может определять искомые величины по формуле применяя закон преломление света.

ЦО2

В

Ученик может применять формулу придельного приломления света.

ЦО3

С

Ученик правильно применил закон преломления света.

ЦО3

С

Ученик правильно нашел изображение в плоском зеркале.

ЦО3

С

Ученик может анализировать соотнашения между физическими величинами, определить толщину стеклянной пластины.