Волновая оптика план конспект урока

Обновлено: 06.07.2024

Форма урока: теоретико-практическое исследование с использованием компьютера.

Цели урока:

Объект исследования: свет.

Предмет исследования: волновые свойства света.

Методы исследования:

Организационные: комплексный метод (один объект исследования методами разных наук: физики, литературы, информатики)
Эмпирический метод – наблюдения, лабораторный эксперимент, анализ результатов деятельности.
Метод обработки данных – качественный метод, позволяющий провести дифференциацию и анализ материалов, выявления причинно-следственных связей при помощи сравнений и сопоставлений.

Виды деятельности:

Теоретическое исследование.
Проект.
Практический эксперимент.
Библиографическое исследование.
Лабораторный эксперимент.
Синтез полученных знаний в форме структурно-логической схемы, таблицы.

Оборудование:самодельные приборы для наблюдения дифракции света, мыльная жидкость, компакт-диск с записью, прибор для определения длины волны с помощью дифракционной решётки, спектроскоп, компьютер с презентацией, таблицы по интерференции и дифракции света, их практическом применении, портреты учёных.

Миркина Алина:

Чудный дар природы вечной,
Дар бесценный и святой,
В нём источник бесконечный
Наслажденья красотой!
Солнце, небо, звёзд сиянье,
Море в блеске голубом, –
Всю природу и созданья
Мы лишь в свете познаём!

– Сегодня на уроках нам предстоит провести исследование и выяснить природу света.
Объект исследования: свет
Предмет исследования: волновые свойства света
Результатом работы станет структурная схема, в которую вы запишите основные понятия урока, свойства и практическое применение свойств света. Короткий тест на понимание основных понятий предстоит написать всему классу. Лабораторный эксперимент выполнят ученики социально – экономического профиля, а школьники физико – математического профиля выступят в роли консультантов и лаборантов при этом.
Выдающиеся мыслители и учёные осознавали фундаментальную роль света в окружающем нас мире задолго до выявления истинной природы света. Вот только некоторые из них: Пифагор, Евклид, Птолемей, Рене Декарт, Исаак Ньютон, Христиан Гюйгенс, Томас Юнг. Все они придерживались разных точек зрения, но вместе с тем понимали, что свет – чудный дар природы вечной.…
Физика – это прежде всего опыт и эксперимент.
Предлагаю начать наш урок с попытки разрешить спор между двумя учёными мужами, знаменитыми в науке своими трудами и открытиями.

Разыгрывается сценка о двух видах передачи взаимодействия на расстояние. В ролях Ньютона и Гюйгенса выступают Лимон Рома и Лимон Лёша. Они демонстрируют оба способа и формулируют свои теории. Затем задают друг другу вопросы на которые не могут ответить с точки зрения своей теории.
Кривко Артём подводит итог и формулирует гипотезу.

Гипотеза: Свет – это волна. Свет – это поток частиц.

– Вспомним о том, что нам известно о свете из 8 класса?

Учащиеся вспоминают о прямолинейном распространении света, о законах преломления и отражения, о понятии луча, о различных видах линз.

– Итак, геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором изучаются законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче.

Учитель: Так как основная часть класса – это представители гуманитарного профиля обучения, то я предлагаю желающим (два человека) составить глоссарий (словарь терминов) по нашему уроку и продемонстрировать нам его в конце нашего занятия. Итак, исследуем свет, составим на него досье.

Павлов Антон и Петряева Света: Когда мы поворачиваем выключатель, то комната сразу же озаряется светом. Кажется, что свету совсем не надо времени, чтобы достигнуть стен. Что же скорость света бесконечна? Нет, оказалось, что скорость света имеет определённое значение, а определить её удалось в 1676 году датскому учёному О.Рёмеру.

Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить французскому физику И.Физо в 1849 году.

Кривко Артём: Познакомимся с ещё одним выдающимся физиком, принцип которого лежит в основе волновой оптики.

Быкова Даша: Историческая справка (презентация) о Гюйгенсе.

Кривко Артём: Известные нам уже законы отражения и преломления света выводятся из одного общего принципа, описывающего поведение волн. Этот принцип впервые был выдвинут современником Ньютона Христианом Гюйгенсом.

Принцип Гюйгенса (слайд на компьютере)

Алексеева Алина – Презентация о Ньютоне, опытах Ньютона и дисперсии. Алина предлагает всем присутствующим посмотреть разложение света в треугольной призме на слайде презентации.

Заводской Валера: А я предлагаю вам посмотреть сплошной дисперсионный спектр с помощью спектроскопа – аппарата, позволяющего разделить волны различной длины и не допускающий перекрытия отдельных участков спектра.
Устройство и принцип работы ученик рассказывает и показывает. Затем предлагает всем присутствующим посмотреть дисперсионный спектр.

Кривко Артём: Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе. Если предмет, например лист бумаги, отражает все падающие на него лучи различных цветов, то он будет казаться белым.
Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаём при этом свет нового цвета, но задерживаем на листе некоторую часть имеющегося. Отражаться теперь будут только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажутся нам зелёными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зелёные, поглощая остальные.

Дуденко Надя и Климович Женя:

Горит, как хвост павлиний,
Каких цветов в нём нет!
Лиловый, красный, синий,
Зелёный, жёлтый цвет.

С.Я.Маршак

– Мы предлагаем вам полюбоваться на это чудо, мыльные пузыри. Именно окраска мыльных пузырей натолкнула выдающегося физика Томаса Юнга на открытие явления интерференции в тонких плёнках и подтверждение волновой природы света. Мы видим, как меняется цвет пузыря со временем.
– А почему это происходит?

Результат интерференции (усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит

от угла падения света на плёнку
её толщины
длины волны

Усиление света произойдёт в том случае, если преломлённая волна 2 отстанет от отражённой волны 1 на целое число длин волн, т. е.выполняется условие максимума

Δd = kλ, где Δd – разность хода двух волн, λ – длина волны, k = 1,2,3…

Если же вторая волна отстанет от первой на половину длины волны или на нечётное число полуволн, то произойдёт ослабление света.

Когерентность волн, отражённых от наружной и внутренней поверхностей плёнки, обеспечивается тем, что они являются частями одного и того же светового пучка. Цуг волн от каждого излучающего атома разделяется плёнкой на два, а затем эти части сводятся вместе и нтерферируют.
Юнг так же понял, что различие в цвете связано с различием в длине волны (или частоте световых волн). Световым пучкам различного цвета соответствуют волны различной длины. Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга длиной (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина плёнки. Следовательно, если плёнка имеет неодинаковую толщину, как у ваших пузырей, то при освещении её белым светом появляются различные цвета.

Алексеева Алина: Простая интерференционная картина получается в тонкой плёнке воды между двумя стеклянными пластинами, у вас на столе лежат такие пластины, и вы можете наблюдать кольца Ньютона в отражённом свете на тёмном фоне. А так же вы можете проверить зависимость наблюдаемой картины от угла падения света, от толщины плёнки.

Интерферометры – специальные приборы, действие которых основано на явлении интерференции. Назначение их различное: точное измерение длин световых волн, измерение показателя преломления газов и других веществ.
Проверка качества обработки поверхностей.
Проверка кривизны поверхности линз.
Просветление оптики. (Презентация по материалу учебника стр. 194-195)

Дифракция – это огибание волнами краёв препятствий. Дифракция присуща любому волновому движению.
Но наблюдать дифракцию света нелегко. Дело в том, что волны отклоняются от прямолинейного распространения на заметные углы только на препятствиях, размеры которых сравнимы с длиной волны, а длина световых волн очень мала.
Опыты по дифракции в 1802 году провёл Томас Юнг.

Кривко Артём: Дифракционную картину на различных препятствиях мы можем наблюдать с помощью диска, дифракционной решётки.
Дифракционная решётка – представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделённых непрозрачными промежутками.
Наши ресницы с промежутками между ними представляют собой грубую дифракционную решётку. Поэтому, если посмотреть, прищурившись, на яркий источник света, том можно обнаружить радужные цвета. Белый свет разлагается в спектр при дифракции вокруг ресниц. Лазерный диск подобен отражательной дифракционной решётке.
Предлагаю всем посмотреть спектр, получаемый с помощью дифракционной решётки.

(Проводится наблюдение дифракционного спектра).

1 вариант – определяет длину волны красного цвета
2 вариант – определяет длину волны фиолетового цвета
3 вариант – определяет длину волны зелёного цвета

Ольха Юля: Параграф 73 начало о световых волнах, продольные они или поперечные.

Ильчанинов Игорь, ЕрмаковЕфим: Опыт с турмалином и выводы.

Зотина Ира: Поперечность световых волн и электромагнитная теория света.

Закрепление.

Учитель: Давайте проверим таблицы, которые вы заполняли в течение уроков, у кого что получилось. ( Ученики зачитывают полученный материал).

Демонстрирую примерную таблицу, которая могла у школьников получиться.

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

Преподаватель :

зам.директора по УР

Эренджинова Г.К.

1. Адресная категория

Специальность, квалификация: п арикмахер

Курс, год обучения: 2 курс, 3 года обучения

Тип урока: Изучение нового материала

Вид урока: лекция, учебная беседа, наглядный, практический, частично – поисковый

Организационная форма: групповая, индивидуальная,

Межпредметные связи: математика, русский язык, английский язык

Необходимые знания и умения:

- уметь работать в группе

- знать физический смысл таких понятий как свет, интерференция света, дифракция света, фотоэффект, спектры.

- знать способы описания движения света

- уметь связывать полученные знания с профессией

2. Цель урока: сформировать познавательные и профессиональные интересы студентов, активную жизненную позицию будущих специалистов через организацию разнообразной познавательной деятельности на уроке в ходе изучения волновой оптики.

- объяснять в чем состоит основная задача волновой оптики

- решать задачи на определение длины волны в разных средах

- формировать умения связно и последовательно выражать свои мысли перед аудиторией

- развивать навыки сравнения и сопоставления изучаемых процессов (дуализм распространения света)

- формировать навыки толерантного отношения в процессе коммуникации

- научить применять на практике теоретические знания

- повышать интерес к предмету через приложение полученных знаний к профессии

3. Планирование урока

Поприветствовать всех учащихся. Отметить отсутствующих, поинтересоваться причинами отсутствия. Проверить готовность учащихся к уроку.

1. Гамма излучение

2. Рентгеновское излучение

3. Инфракрасное излучение

4. Ультрафиолетовое излучение

Информирование и мотивация

Обычная капелька росы, размером чуть больше 1мм-это короткофокусная линза с очень гладкой поверхностью и почти сферической формы. Росинка- это аналог первой линзы объектива современного оптического прибора. Но экспериментировать с росинками неудобно, они стекают с листка или испаряются. Удивительных результатов достиг голландский торговец мануфактурой Антони ван Левенгук (1632-1723), всю свою жизнь посвятивший изготовлению и совершенствованию однолинзовых микроскопов и наблюдениям с помощью этих чудесных приборов. Он пользовался для наблюдений придуманным и сконструированным им самим простым микроскопом, т.е. лупой снабженной механическим устройством для фиксации и фокусировки объекта. Этот человек научился делать линзы размером 1/8 дюйма в диаметре.(1 дюйм=2,54см),=0,3175см. Перед вами видеоролик на английском языке. После просмотра будет обсуждение и выявим цель сегодняшнего урока. Так как урок проводится с элементами 3-х язычия в презентаций вы видите терминологию на разных языках. Прошу списать все в ваши теоретические тетради, так как в дальнейшем нам все это понадобиться.

Light -свет- жарық

Gamma radiation- гамма излучение-гамма сәулесі

X-ray radiation- рентгеновское излучение-рентген сәулесі

Infrared radiation-инфрокрасное излучение-инфрақызыл сәлесі

Ultraviolet radiation-ультраиолетовое излучение-ультракүлгін сәулесі

Доска, тетради учащихся, плакат

Усвоение новых знаний

Гипотеза: Свет – это волна. Свет – это поток частиц.

– Вспомним о том, что нам известно о свете из 8 класса?

Преподаватель: Когда мы поворачиваем выключатель, то комната сразу же озаряется светом. Кажется, что свету совсем не надо времени, чтобы достигнуть стен. Что же скорость света бесконечна? Нет, оказалось, что скорость света имеет определённое значение, а определить её удалось в 1676 году датскому учёному О.Рёмеру .

Закон отражения света — устанавливает изменение направления хода светового луча в результате встречи с отражающей (зеркальной) поверхностью: падающий и отражённый лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части.

Закон преломления света

Преломление света — явление, при котором луч света, переходя из одной среды в другую, изменяет направление на границе этих сред.

Преломление света происходит по следующему закону:
Падающий и преломленный лучи и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред:
,
где α — угол падения,
β — угол преломления,
n — постоянная величина, не зависящая от угла падения.

При изменении угла падения изменяется и угол преломления. Чем больше угол падения, тем больше угол преломления.
Если свет идет из среды оптически менее плотной в более плотную среду, то угол преломления всегда меньше угла падения: β
Луч света, направленный перпендикулярно к границе раздела двух сред, проходит из одной среды в другую без преломления.

Явление интерференции свидетельствует о том, что свет — это волна.

Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Волны должны быть когерентны. Когерентность - согласованность. В простейшем случае к огерентными являются волны одинаковой длины, между которыми существует постоянная разность фаз.

Пусть разность хода между двумя точками ,

тогда условие максимума:
т. е. на разности хода волн укладывается четное число полуволн ( k = 1, 2, 3, . ).

Пусть разность хода между двумя точками ,

тогда условие минимума: ,

т. е. на разности хода волн укладывается нечетное число полуволн (k= 1, 2, 3, . ).

- это явление, присущее волновым процессам для любого рода волн.

- наблюдение дифракции света на малом отверстии.
Объяснение картины на экране:
Французский физик О. Френель объяснил наличие полос на экране тем, что световые волны, приходящие из разных точек в одну точку на экране, интерферируют между собой.
Принцип Гюйгенса – Френеля
Все вторичные источники, расположенные на поверхности фронта волны, когерентны между собой.
Амплитуда и фаза волны в любой точке пространства – это результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками.
Принцип Гюйгенса-Френеля дает объяснение явлению дифракции :
1. вторичные волны, исходя из точек одного и того же волнового фронта (волновой фронт – это множество точек, до которых дошло колебание в данный момент времени) , когерентны, т.к. все точки фронта колеблются с одной и той же частотой и в одной и той же фазе;
2. вторичные волны, являясь когерентными, интерферируют.
Явление дифракции накладывает ограничения на применение законов геометрической оптики:
Закон прямолинейного распространения света, законы отражения и преломления света выполняются достаточно точно только , если размеры препятствий много больше длины световой волны.
Дифракция накладывает предел на разрешающую способность оптических приборов:
- в микроскопе при наблюдении очень мелких предметов изображение получается размытым
- в телескопе при наблюдении звезд вместо изображения точки получаем систему светлых и темных полос.

Фотоэффе́кт или фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света или любого другого электромагнитного излучения . В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Законы внешнего фотоэффекта :

Формулировка 1-го закона фотоэффекта (закона Столетова) : Сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности светового излучения .

Согласно 2-му закону фотоэффекта , максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности .

3-й закон фотоэффекта : для каждого вещества при определенном состоянии его поверхности существует граничная частота света, ниже которой фотоэффект не наблюдается. Эта частота и соответствующая длина волны называется красной границей фотоэффекта

Фотоэффект был объяснён в 1905 году Альбертом Эйнштейном (за что в 1921 году он, благодаря номинации шведского физика Карла Вильгельма Озеена , получил Нобелевскую премию ) на основе гипотезы Макса Планка о квантовой природе света. В работе Эйнштейна содержалась важная новая гипотеза — если Планк в 1900 году предположил, что свет излучается только квантованными порциями, то Эйнштейн уже считал, что свет и существует только в виде квантованных порций. Из закона сохранения энергии, при представлении света в виде частиц ( фотонов ), следует формула Эйнштейна для фотоэффекта: >>>

Упражнения на понимание

А теперь поиграем с вами в игру картинки слово. Каждой команде ставят по 2 раза. Ответ должен быть озвучен на трех языках. Еси команда не может найти ответ, то разрешается другой команде отвечать.

Тетради, доска, учебник

Излуче́ние — процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц. В природе наблюдается стоько видов излучений: электромагнитное излучение, радиоизлучение, видимый свет, тепловое излучение

гамма-излучение, гравитационное излучение. Об этом мы посмотрим в следущим видеоролике.

Задача 1. Угол падения светового луча на границу раздела двух сред равен 60°. Преломлённый луч составляет с нормалью угол 35°. Определите в градусах угол между отражённым и преломлённым лучами.
Ответ. 85°.

Задача 2. Световой луч падает под углом 65° на границу раздела воздух-стекло, а преломлённый луч составляет угол 33° с нормалью. Определите показатель преломления стекла.
Ответ.1,65.

Задача 3. Угол падения светового луча на границу раздела воздух-среда равен 60°. При этом угол между отраженным и преломленным лучами равен 90° . Определите показатель преломления среды.
Ответ. 1,7.

Задача 4. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе двух сред равен 30°. Определите отношение показателя преломления первой среды к показателю преломления второй среды.
Ответ. 2.

Обобщение и систематизация знаний

Голограмма — продукт голографии, объемное изображение, создаваемое с помощью лазера, воспроизводящего изображение трехмерного объекта. Голографии прочат будущее визуальных развлечений, поскольку до сегодняшнего дня этот способ был самым многообещающим способом визуализации трехмерных сцен. За изобретение метода голографии в 1947 году Дэннис Габор получил Нобелевскую премию по физике в 1971 году. Все просто: вы буквально видите реальный объект, который на самом деле является объемной картинкой. Его можно обойти, рассмотреть со всех сторон, можно придать мощную глубину, которой не может похвастать никакая другая технология 3D-отображения.

В заключений урока проведем с вами тест Kahoot! Для этого Вам нужно смартфоны с интернетом. В гугле находим программу Кахут, пишем код который высвятился на экране и регистируемся от своих имен. Тест состоит из 10 вопроссов, из них 2 видеоролика.

Доска, учебник, тетрадь

Подвожу итог урока. Анализирую деятельность учащихся и выставляю отметки.

Волновая природа света проявляется в явлениях интерференции, дифракции, дисперсии и поляризации.

Дисперсия - Зависимость скорости распространения волны от частоты (спектральные приборы для наблюдения частотного состава излучений).

Использование света

Оптические приборы: Проекционные аппараты; Фото- и киноаппараты; Телескопы; Спектроскопы; Лазерные гироскопы.

Метрология: Эталон метра; Контроль за качеством обработки поверхностей; Спектральный анализ; Осциллография; Лазерная локация планет; Лазерные интерферометры.

Связь: Телевидение; Фототелеграф; Оптическая связь; Семафор, телефон на основе волоконной оптики и др.

Электроника: Фотоэлементы, солнечные батареи; Оптоэлектроника.

Светотехника: Источники света; Лазерный скальпель; Лазерная сварка; Голография; Просветление оптики.

Содержимое разработки

Волновая природа света проявляется в явлениях интерференции, дифракции, дисперсии и поляризации.

( ) условия

Свет – электромагнитная волна, которая имеет частоту и длину волны в диапазоне

Законы отражения и преломления света

Для исслед. Использование света

Сложение волн, при котором образуется постоянное во времени распред.-е амплитуды результирующих колебаний. (1.Просветление оптики: устр. отраж. света в сложных объективах за счет нанесения на поверхность линзы тонкой пленки соответств. толщины. 2. Контроль качества поверхностей: исследование формы интерференционных полос созданных при отраж. света. 3. Интерферометры – приборы для точного измерения длин и углов, а т.ж. показателя преломления прозрачных сред и контр. кач. шлифованных изделий.)

Отличается ли дифракционный спектр от дисперсионного? Почему легче наблюдать дифракцию звука, чем света?

Чем отличается естественная световая волна от поляризованной? Почему солнцезащитные очки с поляроидами?

Связь: Телевидение; Фототелеграф; Оптическая связь; Семафор, телефон на основе волоконной оптики и др.

Электроника: Фотоэлементы, солнечные батареи; Оптоэлектроника.

Светотехника: Источники света; Лазерный скальпель; Лазерная сварка; Голография; Просветление оптики.

Что происходит при прохождении белого цвета через призму? Почему радуга имеет форму дуги?

Зависимость скорости распространения волны от частоты (спектральные приборы для наблюдения частотного состава излучений).

Огибание волнами препятствий (дифракционная решетка- спектральный прибор для исслед. состава света и измерения длины волны)

Явления, обуслов поперечностью световых волн.(Пропуск света ч/з поляризатор: поляроиды, кристаллы турмалина)

-80%

Данный открытый урок был дан учителем в классе гуманитарного профиля совместно с учениками, обучающимися по физико математическому профилю. Урок расчитан на 90 минут(2 урока).

УРОК ПО ФИЗИКЕ

11 А КЛАСС ГУММАНИТАРНЫЙ И ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ

Тема: ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Теоретико-практическое исследование с использованием компьютера.

Объект исследования:

Предмет исследования:

Волновые свойства света

Методы исследования:

Организационные: комплексный метод (один объект исследования методами разных наук: физики, литературы, информатики)

Эмпирический метод – наблюдения, лабораторный эксперимент, анализ результатов деятельности.

Метод обработки данных – качественный метод, позволяющий провести дифференциацию и анализ материалов, выявления причинно-следственных связей при помощи сравнений и сопоставлений.

Виды деятельности:

Синтез полученных знаний в форме структурно-логической схемы, таблицы.

Лабораторная работа № 3

Оборудование: Дифракционная решётка, экран с узкой вертикальной щелью, штатив с лапкой.

Краткая теория:

, мм

1 вариант – определяет длину волны красного цвета

2 вариант – определяет длину волны фиолетового цвета

3 вариант – определяет длину волны зелёного цвета

Лабораторная работа № 3

Оборудование: Дифракционная решётка, экран с узкой вертикальной щелью, штатив с лапкой.

Краткая теория:

, мм

1 вариант – определяет длину волны красного цвета

2 вариант – определяет длину волны фиолетового цвета

3 вариант – определяет длину волны зелёного цвета

Оборудование: самодельные приборы для наблюдения дифракции света, мыльная жидкость, компакт-диск с записью, прибор для определения длины волны с помощью дифракционной решётки, спектроскоп, компьютер с презентацией, таблицы по интерференции и дифракции света, их практическом применении, портреты учёных.

Ход занятия:

Миркина Алина:

Чудный дар природы вечной,

Дар бесценный и святой,

В нём источник бесконечный

Солнце, небо, звёзд сиянье,

Море в блеске голубом, –

Всю природу и созданья

Мы лишь в свете познаём!

Эпиграф нашего урока:

Сегодня на уроках нам предстоит провести исследование и выяснить природу света.

Объект исследования:

Предмет исследования:

Волновые свойства света

Результатом работы станет структурная схема, в которую вы запишите основные понятия урока, свойства и практическое применение свойств света. Короткий тест на понимание основных понятий предстоит написать всему классу. Лабораторный эксперимент выполнят ученики социально – экономического профиля, а школьники физико – математического профиля выступят в роли консультантов и лаборантов при этом.

Выдающиеся мыслители и учёные осознавали фундаментальную роль света в окружающем нас мире задолго до выявления истинной природы света. Вот только некоторые из них: Пифагор, Евклид, Птолемей, Рене Декарт, Исаак Ньютон, Христиан Гюйгенс, Томас Юнг. Все они придерживались разных точек зрения, но вместе с тем понимали, что свет – чудный дар природы вечной.…

Физика – это прежде всего опыт и эксперимент.

Предлагаю начать наш урок с попытки разрешить спор между двумя учёными мужами, знаменитыми в науке своими трудами и открытиями.

Кривко Артём подводит итог и формулирует гипотезу.

Гипотеза: Свет – это волна. Свет – это поток частиц.

Вспомним о том, что нам известно о свете из 8 класса?

Итак, геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором изучаются законы распространения световой энергии в прозрачных средах на основе представления о световом луче.

Учитель: Так как основная часть класса – это представителя гуманитарного профиля, то я предлагаю желающим (два человека) составить глоссарий ( словарь терминов ) по нашему уроку и продемонстрировать нам его в конце нашего занятия. Итак исследуем свет, составим на него досье.

Павлов Антон и Петряева Света

Впервые скорость света лабораторным методом удалось измерить французскому физику И.Физо в 1849 году. ( Презентация « Лабораторный метод измерения скорости света).

Кривко Артём

Познакомимся с ещё одним выдающимся физиком, принцип которого лежит в основе волновой оптики.

Историческая справка (презентация) о Гюйгенсе.

Кривко Артём

Известные нам уже законы отражения и преломления света выводятся из одного общего принципа, описывающего поведение волн. Этот принцип впервые был выдвинут современником Ньютона Христианом Гюйгенсом.

Принцип Гюйгенса (слайд на компьютере)

Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

Алексеева Алина ( презентация о Ньютоне, опытах Ньютона и дисперсии) Алина предлагает всем присутствующим посмотреть разложение света в треугольной призме на слайде презентации.

Заводской Валера

А я предлагаю вам посмотреть сплошной дисперсионный спектр с помощью спектроскопа – аппарата, позволяющего разделить волны различной длины и не допускающий перекрытия отдельных участков спектра.

Устройство и принцип работы ученик рассказывает и показывает. Затем предлагает всем присутствующим посмотреть дисперсионный спектр.

Румянцева Оксана Цвета радуги.

Зная, что белый свет имеет сложную структуру, можно объяснить удивительное многообразие красок в природе. Если предмет, например лист бумаги, отражает все падающие на него лучи различных цветов, то он будет казаться белым.

Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаём при этом свет нового цвета, но задерживаем на листе некоторую часть имеющегося. Отражаться теперь будут только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажутся нам зелёными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зелёные, поглощая остальные.

Дуденко Надя и Климович Женя

Горит, как хвост павлиний,

Каких цветов в нём нет!

Лиловый, красный, синий,

Зелёный, жёлтый цвет.

Мы предлагаем вам полюбоваться на это чудо, мыльные пузыри. Именно окраска мыльных пузырей натолкнула выдающегося физика Томаса Юнга на открытие явления интерференции в тонких плёнках и подтверждение волновой природы света. Мы видим как меняется цвет пузыря со временем.

А почему это происходит?

Я могу ответить на ваш вопрос. В мыльном пузыре мы наблюдаем интерференцию света в тонкой мыльной плёнке. Интерференция – это сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Результат интерференции (усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит

от угла падения света на плёнку

где Δd –разность хода двух волн, λ –длина волны, k = 1,2,3…

Юнг так же понял, что различие в цвете связано с различием в длине волны( или частоте световых волн). Световым пучкам различного цвета соответствуют волны различной длины. Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга длиной (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина плёнки. Следовательно, если плёнка имеет неодинаковую толщину, как у ваших пузырей, то при освещении её белым светом появляются различные цвета.

Дуденко Надя

Алексеева Алина

Простая интерференционная картина получается в тонкой плёнке воды между двумя стеклянными пластинами, у вас на столе лежат такие пластины, и вы можете наблюдать кольца Ньютона в отражённом свете на тёмном фоне. А так же вы можете проверить зависимость наблюдаемой картины от угла падения света, от толщины плёнки.

Лимон Алексей

Интерферометры – специальные приборы, действие которых основано на явлении интерференции. Назначение их различное: точное измерение длин световых волн, измерение показателя преломления газов и других веществ.

Проверка качества обработки поверхностей.

Проверка кривизны поверхности линз.

Просветление оптики.( Презентация по материалу учебника стр. 194 -195)

Кривко Артём

Давайте вспомним, на какой каверзный вопрос Ньютона не смог ответить Гюйгенс?

Дифракция –это огибание волнами краёв препятствий. Дифракция присуща любому волновому движению.

Но наблюдать дифракцию света нелегко. Дело в том, что волны отклоняются от прямолинейного распространения на заметные углы только на препятствиях, размеры которых сравнимы с длиной волны, а длина световых волн очень мала.

Опыты по дифракции в 1802 году провёл Томас Юнг.

Фёдорова Оля и Кирилова Маша

Кривко Артём

Дифракционную картину на различных препятствиях мы можем наблюдать с помощью диска, дифракционной решётки.

Дифракционная решётка – представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделённых непрозрачными промежутками.

Наши ресницы с промежутками между ними представляют собой грубую дифракционную решётку. Поэтому, если посмотреть, прищурившись, на яркий источник света, том можно обнаружить радужные цвета. Белый свет разлагается в спектр при дифракции вокруг ресниц. Лазерный диск подобен отражательной дифракционной решётке.

Предлагаю всем посмотреть спектр, получаемый с помощью дифракционной решётки. ( Проводится наблюдение дифракционного спектра).

С помощью дифракционной решётки можно проводить очень точные измерения длины волны.

1 вариант – определяет длину волны красного цвета

2 вариант – определяет длину волны фиолетового цвета

3 вариант – определяет длину волны зелёного цвета

Параграф 73 начало о световых волнах, продольные они или поперечные.

Ильчанинов Игорь, Ермаков Ефим

Опыт с турмалином и выводы.

Поперечность световых волн и электромагнитная теория света.

Костенко Ася

Мы рассмотрели с вами дисперсию, интерференцию и дифракцию световых волн, доказывая волновую природу света. Проверим, как нам удалось усвоить такой объём знаний. Вам предлагается тест по этой теме, ответьте на вопросы.

Варианты І, ІІ

Какими должен быть угол, падения светового луча, чтобы отражённый луч составлял с падающим угол: І вариант – 50º, II вариант – 80º.

А) 20º; Б) 25º; В) 40º; Г) 50º; Д) 100º.

Как меняется скорость света при переходе из: І вариант – воздуха в стекло, II вариант – воды в воздух.

А) уменьшается; Б) увеличивается; В) не меняется.

Какие из перечисленных ниже явлений объясняются :І вариант – интерференцией, II вариант – дифракцией: 1. Окраска мыльных пузырей; 2. Кольца Ньютона; 3. Отклонение световых лучей в область геометрической тени; 4. Радужные переливы CD диска.

А) 1; Б) 2; В) 1,2; Г) 3,4; Д) 3,2.

Показатель преломления среды определяется по формуле.

А) ; Б) ; В) ; Г) .

Условие І вариант – max, II вариант – min, при интерференции света записывается в виде.

Явление І вариант – интерференции, II вариант – дифракции можно наблюдать при условии.

А) если источники когерентные; Б) от двух любых источников; В) только в тонких плёнках; Г) нельзя вообще.Д)размеры препятствий сравнимы с длиной волны.

Результат І вариант – интерференции, II вариант – дифракции, зависит:

Читайте также: