Основные характеристики световых волн законы отражения и преломления света конспект

Обновлено: 05.07.2024

Физика

Электродинамика

Магнитное поле

Механические колебания

Электромагнитные колебания

Механические волны

Электромагнитные волны

Оптика

Геометрическая оптика

Задачи на сферическое зеркало

Линза

Волновая оптика

Основы теории относительности

Основы квантовой физики

Излучения и спектры

Световые кванты

Атомная физика

Ядерная физика

Физика элементарных частиц

Открытие позитрона. Античастицы

Современная физическая картина мира

Современная физическая картина мира

Строение Вселенной

Строение Вселенной

Звёзды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звёзд

Геометрическая оптика. Прямолинейное распространение света.

Скорость света и описание методов её измерения;

Принцип Гюйгенса, законы отражения и преломления света, границы их применимости;

Определение показателя преломления среды.

Ключевые слова: оптика; свет; световой луч; преломление; отражение; показатель преломления.

Глоссарий по теме:

Оптика – раздел физики, изучающий световые явления, выясняющий физическую природу и свойства света, закономерности его излучения и взаимодействия с веществом.

Геометрическая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и законы его отражения от зеркальных поверхностей на основе представления о световых лучах.

Волоконная оптика - раздел оптики, который изучает систему передачи света и изображений с помощью световодов.

Световой луч – линия, вдоль которой распространяется световая энергия.

Свет – это электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом.

Скорость света – абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме.

Преломление света – явление изменения направления распространения света при прохождении через границу раздела сред с разными оптическими свойствами.

Закон прямолинейного распространения света: в однородной оптической среде свет распространяется прямолинейно.

Закон отражения света: луч падающий, луч отражённый и нормаль к отражающей поверхности в точке падения лежат в одной плоскости, причём угол падения равен углу отражения.

Отражение света - явление изменения направления распространения света на границе двух сред, при котором свет остается в первой среде.

Угол падения – угол между падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности в точке падения.

Угол отражения – угол между нормалью к отражающей поверхности и отражённым лучом.

Плоская волна – волна, у которой поверхности равной фазы (волновые поверхности) и соответственно фронт волны имеет форму плоскости.

Список обязательной литературы и дополнительная литература:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С.170 – 190.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Геометрическая оптика – раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах на основе представления о нем как о совокупности световых лучей. Световой луч – это линия, указывающая, в каком направлении свет переносит энергию.

В соответствии с двумя способами передачи энергии от источника к приёмнику в XVII в. возникли две противоречащие друг другу теории света: а) корпускулярная теория света Ньютона; б) волновая теория света Гюйгенса.

С установлением электромагнитной природы света в XIX в. и обнаружением квантовых свойств света в начале XX в. и волновая и корпускулярная теории света одержали победу. Выяснилось, что свет имеет двойственную природу. Астрономическим и лабораторным методами измерена скорость света в вакууме. По современным вычислениям скорость света равна 299 792 458 м/с или приближенно .

Скорость распространения света в веществе всегда меньше, чем в вакууме.

В основе геометрической оптики лежат четыре закона: закон прямолинейного распространения света; закон независимости световых лучей; закон отражения света; закон преломления света. С помощью принципа Гюйгенса можно вывести и объяснить законы распространения света.

Плоская поверхность, зеркально отражающая свет, называется плоским зеркалом.

Свойства плоского зеркала:

изображение предмета мнимое;

изображение симметричное предмету относительно зеркала;

размеры изображения равны размерам предмета.

При падении света на плоскую границу раздела, часть светового потока частично отражается, а часть преломляется.

Законы преломления: 1. Падающий луч, преломлённый луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения луча лежат в одной плоскости. 2. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления β – величина постоянная для данных сред и равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой:

где n – относительный показатель преломления второй среды относительно первой; n₁ и n₂ - абсолютные показатели преломления первой и второй сред.

Абсолютный показатель преломления среды n – это физическая величина, показывающая, во сколько раз скорость света c в вакууме больше, чем в среде 𝛖:

Относительный показатель преломления второй среды относительно первой n₂₁ – величина, показывающая во сколько скорость 𝛖₁ распространения света в первой среде больше (меньше; равна) скорости 𝛖₂ распространения света во второй:

Полное отражение – это явление отражения света, падающего из оптически более плотной среды на границу с оптически менее плотной средой под углом падения, большим некоторого предельного угла α_0.

Предельный угол полного отражения α₀ - угол падения луча, при котором преломлённый луч скользит вдоль границы раздела двух сред

Разбор тренировочного типового задания:

Правильный вариант: отражение, поглощение, конечна.

2. Решите задачу и зачеркните неверные ответы. Найти показатель преломления рубина, если предельный угол полного отражения для рубина равен 34 0 .

• Для учеников 1-11 классов и дошкольников
• Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Отражение и преломление света

Отражение (преломление) – изменение направления распространения света на границе раздела двух сред.

зеркальное (от оптически гладкой поверхности);

диффузное или рассеянное (от шероховатой поверхности).

Законы отражения и преломления света подчиняются принципу Гюйгенса : каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

α – угол падения

γ – угол отражения

АВ – падающий луч

ВС – отраженный луч

Закон отражения света:

Угол падения равен углу отражения

Падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

β – угол преломления

ВС – преломленный луч

n – абсолютный показатель преломления среды

Закон преломления света:

Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

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

Среда с меньшим показателем преломления – оптически менее плотная, а среда с большим показателем преломления – оптически более плотная.

Важное свойство световых волн – обратимость (падающий луч может быть отраженным и наоборот) .

Если луч переходит из менее плотной среды в более плотную, то угол падения больше угла преломления.

Если луч переходит из более плотной среды в менее плотную, то угол падения меньше угла преломления.

Таблица абсолютных показателей некоторых сред

каменная соль, кварц

различные сорта стекла

Решите задачи:

Под каким углом должен падать луч на плоское зеркало, чтобы угол между падающим и отраженным лучом был 70°?

Определите угол падения, если угол преломления 42°. Луч падает из воздуха в воду.

Луч переходит из воды в стекло. Найдите угол преломления, если угол падения равен 35°.

Скорость света в первой среде 3 м/с. Угол падения 30º, угол преломления 15º. Найдите скорость света во второй среде.

Скорость света во второй среде 15 м/с, а в первой среде 10 м/с. Угол преломления 40º. Определите угол падения.

• подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

• ЗП до 91 000 руб.
• Гибкий график
• Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 606 390 материалов в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

• 22.04.2020 3221
• DOCX 39.2 кбайт
• 93 скачивания
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Смирнова Анна Евгеньевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

• Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии

Время чтения: 3 минуты

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

Новые курсы: функциональная грамотность, ФГОС НОО, инклюзивное обучение и другие

Время чтения: 15 минут

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

Время чтения: 2 минуты

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Образовательные: дать понятие отражения света; сформулировать законы отражения света; отработать понятия: прямолинейное распространение света, луч.

Воспитательные: раскрыть роль света в жизни человека и природы; показать объективное проявление законов физики в производстве и быту;

Развивающие: развитие мышления учащихся при формировании умений сравнивать, анализировать и обобщать.

Образовательные: дать понятие отражения света; сформулировать законы отражения света; отработать понятия: прямолинейное распространение света, луч.

Воспитательные: раскрыть роль света в жизни человека и природы; показать объективное проявление законов физики в производстве и быту;

Развивающие: развитие мышления учащихся при формировании умений сравнивать, анализировать и обобщать.

Проверка домашнего задания (фронтальный опрос):

Каково значение света в жизни человека, в познании природы, в развитии наук?

Какое излучение называют светом?

Какой раздел физики называют оптикой?

Приведите примеры естественных и искусственных источников света.

В каком случае мы можем видеть тела, не являющиеся источниками света?

Что называют лучом света?

Прочтите закон прямолинейного распространения света.

Объясните возникновение тени от предмета. Как зависит размер тени от расстояния между предметом и источником света?

Объясните возникновение полутени. В каком случае можно получить четкую тень от предмета?

Какова причина возникновения солнечных затмений? Какие опытные данные можно получить при наблюдении солнечных затмений?

Какова причина лунных затмений?

Приведите примеры использования закона прямолинейного распространения света в практической деятельности человека.

Изучение нового материала

Све­то­вой луч – линия, вдоль ко­то­рой рас­про­стра­ня­ет­ся све­то­вая энер­гия.

Све­то­вой луч – это пучок света, тол­щи­на ко­то­ро­го много мень­ше рас­сто­я­ния, на ко­то­рое он рас­про­стра­ня­ет­ся. Такое опре­де­ле­ние близ­ко, на­при­мер, к опре­де­ле­нию ма­те­ри­аль­ной точки, ко­то­рое да­ет­ся в ки­не­ма­ти­ке.

За­ко­ны от­ра­же­ния: (см. Рис. 1).

1) От­ра­жен­ный луч лежит в одной плос­ко­сти с па­да­ю­щим лучом и пер­пен­ди­ку­ля­ром к гра­ни­це раз­де­ла двух сред.

2) Угол па­де­ния равен углу от­ра­же­ния

Рис. 1. Закон от­ра­же­ния

Закон пре­лом­ле­ния (см. Рис.2)

1) Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.

2) Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.

Ин­тен­сив­ность от­ра­жен­но­го и пре­лом­лен­но­го луча за­ви­сит от того, ка­ко­ва среда и что собой пред­став­ля­ет гра­ни­ца раз­де­ла.

Рис. 2. Закон пре­лом­ле­ния

Фи­зи­че­ский смысл по­ка­за­те­ля пре­лом­ле­ния:

Показатель преломления показывает как измениться скорость при переходе из одной среды в другую.

По­ка­за­тель пре­лом­ле­ния яв­ля­ет­ся от­но­си­тель­ным, так как из­ме­ре­ния про­во­дят­ся от­но­си­тель­но двух сред.

В том слу­чае, если одна из сред – это ва­ку­ум:

С – ско­рость света в ва­ку­у­ме,

n – аб­со­лют­ный по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния, ха­рак­те­ри­зу­ю­щий среду от­но­си­тель­но ва­ку­у­ма.

Плоское зеркало

Плоским зеркалом называется предмет (плоская поверхность), способный зеркально отражать падающие на него лучи света. В обычном понимании зеркало представляет собой плоское стекло, на одну сторону которого нанесено специальное покрытие, содержащее серебро. В остальном же, зеркалом может считаться любой предмет, имеющий гладкую плоскую поверхность.

Построение изображения светящейся точки в плоском зеркале

Для построения изображения светящейся точки в плоском зеркале достаточно построить точку, симметричную ей. Так как в изображении сходятся не сами лучи, а только их продолжения, в действительности изображения в этой точке нет: нам только кажется, что из этой точки исходят лучи. Подобное изображение принято называть мнимым.

Изображение предмета в плоском зеркале

Плоское зеркало даёт мнимое, прямое и равное по размеру изображение, которое расположено на таком же расстоянии от зеркала, что и предмет, т.е. изображение симметрично самому предмету.

Построение изображения светящейся точки в плоском зеркале

Для построения изображения светящейся точки в плоском зеркале из множества лучей, исходящих от неё, обычно выделяют только два луча.

1. Луч, перпендикулярный зеркалу (он отразится в обратном направлении).

2. Луч, падающий под углом (он отразится под таким же углом). Продолжения отраженных лучей (изображенных пунктиром) пересекаются в точке S1, которая является изображением светящейся точки S. Для нахождения изображения источника света S достаточно опустить на зеркало или на его продолжение из точки, где находится источник света, перпендикуляр и продолжить его на расстояние OS=OS1 за зеркало.

Общие ха­рак­те­ри­сти­ки изоб­ра­же­ний в плос­ких зер­ка­лах:

1. Плос­кое зер­ка­ло дает мни­мое изоб­ра­же­ние пред­ме­та.

2. Изоб­ра­же­ние пред­ме­та в плос­ком зер­ка­ле равно по раз­ме­ру са­мо­му пред­ме­ту и рас­по­ло­же­но на том же рас­сто­я­нии от зер­ка­ла, что и пред­мет.

3. Пря­мая, ко­то­рая сов­ме­ща­ет точку на пред­ме­те с со­от­вет­ству­ю­щей ей точ­кой на изоб­ра­же­нии пред­ме­та в зер­ка­ле, пер­пен­ди­ку­ляр­на по­верх­но­сти зер­ка­ла.

Закрепление изученного материала

Луч света переходит из воды в стекло. Угол падения равен 35°. Найти угол преломления.

Найти β. Ответ: β=28,5°.

Определите скорость света в воде, если её абсолютный показатель преломления 1,33.

Читайте также:

  
• План конспект урока по математике 5 класс решение текстовых задач
  
• Травы конспект 3 класс 8 вид
  
• Реактивные и ракетные двигатели конспект урока
  
• Конспект занятия профессия библиотекарь
  
• Введение в туризм конспект