ПСЦдвищення ефективностСЦ формування понять з геометричноi оптики засобами сучасних СЦнформацСЦйних технологСЦй навчання
Дипломная работа - Педагогика
Другие дипломы по предмету Педагогика
?ке зображення джерела свСЦтла. ЧСЦткСЦсть зображення зростаСФ СЦз зменшенням отвору. Проте це вСЦдбуваСФться лише до певноi межСЦ, пСЦсля чого дальше зменшення отвору дСЦафрагми призводить до розмивання зображення. НарештСЦ, коли отвСЦр дуже малий, весь екран буде повнСЦстю освСЦтлений.
Пучок свСЦтла вСЦд джерела, що обмежуСФться отвором дСЦафрагми, можна вважати наближеною моделлю променя. Зменшуючи розмСЦр отвору дСЦафрагми, утворюСФмо все вужчий пучок. Проте ми не матимемо змоги створити нескСЦнченно вузький свСЦтловий пучок промСЦнь. СправдСЦ, дослСЦд показуСФ, що дальше зменшення розмСЦру дСЦафрагми не тСЦльки не приводить до зменшення перерСЦзу пучка, а, навпаки, веде до його розширення. Тут уже проявляються хвильовСЦ властивостСЦ свСЦтла. Тому обмежимося видСЦленням вузьких свСЦтлових пучкСЦв СЦ замСЦнимо iх потСЦм осьовими лСЦнСЦями, якСЦ й називатимемо променями свСЦтла.
Поняття про промСЦнь свСЦтла даСФ змогу вивчити й осмислити цСЦлий ряд оптичних явищ СЦ законСЦв, пояснити будову СЦ призначення багатьох оптичних приладСЦв. РоздСЦл оптики, що ТСрунтуСФться на поняттСЦ про промСЦнь, називаСФться променевою або геометричною оптикою. Основне завдання променевоi оптики вивчення будови та дСЦi оптичних приладСЦв.
ОптичнСЦ прилади призначенСЦ для створення зображення предмета. Кожний свСЦтний предмет або, що те саме, джерело свСЦтла, можна уявити собСЦ як сукупнСЦсть окремих свСЦтних точок. ЗрозумСЦло, що зображення в цСЦлому складаСФться СЦз зображень окремих точок. Тому спочатку розглянемо, як утворюСФться зображення окремоi свСЦтноi точки.
а)б)в)
Мал. 1
РЖз свСЦтноi точки S, як СЦз спСЦльного центра променСЦ розходяться в усСЦх напрямах (мал. 1, а). Такий пучок променСЦв називають розбСЦжним гомоцентричним пучком (тобто розбСЦжним пучком, що маСФ спСЦльний центр). Якщо примусити хоча б частину променСЦв розбСЦжного гомоцентричного пучка знову перетнутися в однСЦй точцСЦ S? (мал. 1, б), то вона й буде зображенням свСЦтноi точки S.
Отже, щоб утворити зображення свСЦтноi точки, треба перетворити розбСЦжний гомоцентричний пучок променСЦв у збСЦжний,
ЗвСЦдси випливаСФ важливий висновок, який маСФ значення для подальшого вивчення променевоi оптики: незважаючи на те, що основним поняттям променевоi оптики СФ поняття про промСЦнь, у променевСЦй оптицСЦ цСЦкавляться поведСЦнкою не стСЦльки одного променя, скСЦльки сукупностСЦ променСЦв РЖз спСЦльним центром розбСЦгу або збСЦгу гомоцентричними пучками променСЦв свСЦтла. Отже, променева оптика СФ оптикою гомоцентричних пучкСЦв свСЦтла.
ЛогСЦчно виникаСФ питання, а яким чином, за допомогою чого можна розбСЦжнСЦ гомоцентричнСЦ пучки свСЦтла перетворювати в збСЦжнСЦ? ДосвСЦд пСЦдказуСФ, що це можна зробити або за допомогою вСЦдбивання iх, або за допомогою заломлення на межСЦ подСЦлу двох середовищ. У такому разСЦ необхСЦдно вивчити закони вСЦдбивання СЦ заломлення гомоцентричних пучкСЦв свСЦтла. ЦСЦ закони зручно вивчати на найпростСЦшому гомоцентричному пучковСЦ пучку паралельних променСЦв свСЦтла. ВСЦн маСФ центр збСЦгу у нескСЦнченностСЦ (мал. 1, в). Досить простежити лише за одним променем свСЦтла у такому пучку, вивчити закономСЦрностСЦ, яким вСЦн пСЦдлягаСФ, оскСЦльки всСЦ променСЦ пучка мають однаковСЦ властивостСЦ.
Вивчаючи закони вСЦдбивання, розглядають СЦдеальну дзеркальну плоску поверхню, яка повнСЦстю вСЦдбиваСФ свСЦтло без поглинання. Певним наближенням до неi е плоске шлСЦфоване та полСЦроване металеве дзеркало. (Бажано нагадати учням, що в цьому разСЦ нерСЦвностСЦ на плоскСЦй поверхнСЦ будуть меншСЦ за розмСЦри довжини хвилСЦ).
У розробленСЦй нами програмСЦ спочатку подаСФмо учням основнСЦ поняття, потрСЦбнСЦ для вивчення закону вСЦдбивання свСЦтла, а саме:
а) про кут падСЦння променя ?, як кут мСЦж променем, що падаСФ, СЦ перпендикуляром, установленим до площини в точцСЦ падСЦння;
б) про кут вСЦдбивання ?. що визначаСФться аналогСЦчно (мал. 2);
в) про площину падСЦння, що проходить через падаючий промСЦнь та перпендикуляр;
г) про площину вСЦдбивання, що визначаСФться аналогСЦчно до площини падСЦння.
Мал. 2
Нехай на СЦдеальну дзеркальну плоску поверхню падаСФ пСЦд якимось кутом паралельний пучок свСЦтла (мал. 3, а). Простежимо за ходом одного з променСЦв.
а)б)
Мал. 3
Закон вСЦдбивання складаСФться з двох частин або правил:
1) падаючий промСЦнь, перпендикуляр в точцСЦ падСЦння СЦ вСЦдбитий промСЦнь лежать в однСЦй плСЦшини (або площина падСЦння збСЦгаСФться, з площиною вСЦдбивання);
2) кут падСЦння променя свСЦтла дорСЦвнюСФ куту вСЦдбивання.
Отже, СЦдеальна плоска поверхня дзеркало не змСЦнюСФ вигляду або, як кажуть, структури паралельного пучка свСЦтла вСЦн лишаСФться СЦ пСЦсля вСЦдбивання паралельним СЦ змСЦнюСФ лише напрям свого поширення. Таке пСЦдбивання називаСФться дзеркальним.
МеталевСЦ поверхнСЦ, лише шлСЦфованСЦ, але не полСЦрованСЦ, можуть мати окремСЦ нерСЦвностСЦ, розмСЦри яких перевищують довжину хвилСЦ. РЖ тодСЦ падаючий паралельний пучок пСЦсля вСЦдбивання розсСЦюСФться (мал. 3, б), хоч переважна частина енергСЦi свСЦтла все-таки поширюСФться в напрямСЦ дзеркального вСЦдбивання. Коли нерСЦвностСЦ нагромадженСЦ хаотично (матовСЦ поверхнСЦ), паралельний пучок повнСЦстю розсСЦюСФться СЦ напрям поширення енергСЦi не залежить вСЦд напряму падСЦння (дифузне вСЦдбивання свСЦтла). Цей вид вСЦдбивання свСЦтла маСФ дуже важливе значення в життСЦ людей СЦ тварин, бо даСФ змогу бачити не лише свСЦтнСЦ тСЦла, а й несвСЦтнСЦ, що опромСЦнюються джерелами свСЦтла.
Бажано пСЦдк?/p>