Формування знань учнiв з роздiлу "Оптика"
Информация - Педагогика
Другие материалы по предмету Педагогика
що те саме, джерело свiтла, можна уявити собi як сукупнiсть окремих свiтних точок. Зрозумiло, що зображення в цiлому складаСФться iз зображень окремих точок. Тому спочатку розглянемо, як утворюСФться зображення окремоi свiтноi точки.
РЖз свiтноi точки S, як iз спiльного центра променi розходяться в усiх напрямах (мал. З, а). Такий пучок променiв називають розбiжним гомоцентричним пучком (тобто розбiжним пучком,що маСФ спiльний центр). Якщо примусити хоча б частину променiв розбiжного гомоцентричного пучка знову перетнутися в однiй точцi S? (мал.3, б), то вона й буде зображенням свiтноi точки S.
Отже, щоб утворити зображення свiтноi точки, треба перетворити розбiжний гомоцентричний пучок променiв у збiжний,
Звiдси випливаСФ важливий висновок, який маСФ значення для подальшого вивчення променевоi оптики: незважаючи на те, що основним поняттям променевоi оптики СФ поняття про промiнь, у променевiй оптицi цiкавляться поведiнкою не стiльки одного променя, скiльки сукупностi променiв РЖз спiльним центром розбiгу або збiгу - гомоцентричними пучками променiв свiтла. Отже, променева оптика СФ оптикою гомоцентричних пучкiв свiтла.
Логiчно виникаСФ питання, а яким чином, за допомогою чого можна розбiжнi гомоцентричнi пучки свiтла перетворювати в збiжнi? Досвiд пiдказуСФ, що це можна зробити або за допомогою вiдривання iх, або за допомогою заломлення на межi подiлу двох середовищ. У такому разi необхiдно вивчити закони вiдбивання i заломлення гомоцентричних пучкiв свiтла. Цi закони зручно вивчати на найпростiшому гомоцентричному пучковi - пучку паралельних променiв свiтла. Вiн маСФ центр збiгу у нескiнченностi (мал. З, в). Досить простежити лише за одним променем свiтла у такому пучку, вивчити закономiрностi, яким вiн пiдлягаСФ, оскiльки всi променi пучка мають однаковi властивостi.
Вивчаючи закони вiдбивання, розглядають iдеальну дзеркальну плоску поверхню, яка повнiстю вiдбиваСФ свiтло без поглинання. Певним наближенням до неi е плоске шлiфоване та полiроване металеве дзеркало. (Бажано нагадати учням, що в цьому разi нерiвностi на плоскiй поверхнi будуть меншi за розмiри довжини хвилi). Нехай на таку поверхню падаСФ пiд якимось кутом паралельний пучок свiтла (мал.4, а). Простежимо за ходом одного з променiв. Перед цим подамо учням основнi поняття, потрiбнi для вивчення закону вiдбивання свiтла, а саме:
а) про кут падiння променя ?, як кут мiж променем, що падаСФ, i перпендикуляром, установленим до площини в точцi падiння;
б) про кут вiдбивання ?. що визначаСФться аналогiчно;
в) про площину падiння, що проходить через падаючий промiнь та перпендикуляр;
г) про площину вiдбивання, що визначаСФться аналогiчно до площини падiння.
(Мал.4)
Закон вiдбивання складаСФться з двох частин або правил:
1) падаючий промiнь, перпендикуляр в точцi падiння i вiдбитий промiнь лежать в однiй плiшини (або площина падiння збiгаСФться, з площиною вiдбивання);
2) кут падiння променя свiтла дорiвнюСФ куту вiдбивання.
Отже, РЖдеальна плоска поверхня - дзеркало - не змiнюСФ вигляду або, як кажуть, структури паралельного пучка свiтла - вiн лишаСФться i пiсля вiдбивання паралельним i змiнюСФ лише напрям свого поширення. Таке пiдбивання називаСФться дзеркальним.
Металевi поверхнi, лише шлiфованi, але не полiрованi, можуть мати окремi нерiвностi, розмiри яких перевищують довжину хвилi. РЖ тодi падаючий паралельний пучок пiсля вiдбивання розсiюСФться (мал.4, б), хоч переважна частина енергii свiтла все-таки поширюСФться в напрямi дзеркального вiдбивання. Коли нерiвностi нагромадженi хаотично (матовi поверхнi), паралельний пучок повнiстю розсiюСФться i напрям поширення енергii не залежить вiд напряму падiння (дифузне вiдбивання свiтла). Цей вид вiдбивання свiтла маСФ дуже важливе значення в життi людей i тварин, бо даСФ змогу бачити не лише свiтнi тiла, а й несвiтнi, що опромiнюються джерелами свiтла.
Бажано пiдкреслити, що закон вiдбивання свiтла однаковий для променiв усiх довжин хвиль.
3.2 Вiдбивання гомоцентричних пучкiв свiтла вiд плоских i сферичних поверхонь. Дзеркала
Установивши закон вiдбивання для паралельного пучка променiв, перейдемо до розгляду вiдбивання вiд плоскоi дзеркальноi поверхнi розбiжного гомоцентричного пучка променiв свiтла. Основне питання, яке треба при цьому розвязати: "чи можна за допомогою плоского дзеркала утворити зображення точкового джерела свiтла?" Користуючись законом вiдбивання свiтла, показуСФмо, що плоске дзеркало не маСФ дiйсного зображення пiкового джерела. Розбiжний гомоцентричний пучок променiв лишаСФться розбiжним. Кут розхилу також не змiнюСФться. ЗмiнюСФться лише напрям поширення пучка, що можна простежити на осьовому променi SCD. При ньому гомоцентричнiсть падаючого пучка променiв свiтла ця порушуСФться. Новий уявний висхiдний центр S вiдбитого пучка променiв лежить на продовженнi перпендикуляра по другий бiк вiд площини дзеркала на тiй самiй вiдстанi вiд неi, що й джерело S.
Отже, за допомогою плоского дзеркала не можна утворити дiйсне зображення точкового джерела, а отже, i свiтного тiла в цiлому. Проте учнi з досвiду знають, що дзеркало утворюСФ уявне зображення. Як можна ввести поняття про уявне зображення? Тут СФ два способи. Перший спосiб - зауважити, що уявне зображення утворюСФться лише при спостереженнi оком i про нього мова буде пiзнiше, а другий - ввести це поняття уже на даному етапi. Це можна зробити так. На?/p>