Формування знань учнiв з роздiлу "Оптика"
Информация - Педагогика
Другие материалы по предмету Педагогика
?амперед розповiдають учням, не вдаючись до розгляду будови ока (вона вивчаСФться пiзнiше), що спостерiгач бачить зображення свiтноi точки в тому мiii, де перетинаСФться обернене продовження свiтлових променiв, якi входять в око. Це зображення буде дiйсним, якщо в тому мiii розташоване реальне джерело свiтла або його реальне зображення, створене попередньою оптичною системою, або уявним, якщо в тому мiii нi джерела, його дiйсного зображення немаСФ. Пiсля такого попереднього зауваження можна розглянути уявне зображення точки або предмета, що його даСФ плоске дзеркало.
Щоб утворити дiйсне зображення при вiдбиваннi свiтла, очевидно, треба скористатися криволiнiйними поверхнями. Найважливiшi з них - сферичнi: такi поверхнi порiвняно легко шлiфувати й полiрувати, i вони дають потрiбний ефект.
Якщо на сферичне дзеркало малоi кривизни спрямувати паралельно головнiй оптичнiй осi не дуже великого перерiзу паралельний пучок променiв свiтла, то вони (з достатнiм наближенням) перетнуться в однiй точцi на осi. Цю точку називають головним фокусом дзеркала. Ввiiши поняття фокуса i променiв побудови, можна перейти до побудови зображень у сферичних дзеркалах. На закiнчення варто розповiсти про використання сферичних дзеркал у науцi й технiцi.
3.3 Заломлення гомоцентричних пучкiв свiтла на плоских поверхнях. Повне вiдбивання свiтла
РЖнша можливiсть, утворити зображення свiтноi точки (або предмета) повязана з використанням закону заломлення свiтла. Щоб вивчити цей закон, розглянемо монохроматичний пучок паралельних променiв свiтла, який падаСФ на плоску межу подiлу двох прозорих дiелектрикiв, наприклад повiтря i скла (мал.5). На вiдмiну вiд вiдбивання, променi рiзноi довжини хвилi заломлюються по-рiзному, тому надалi, якщо не буде якихось додаткових умов, користуватимемося монохроматичним свiтлом.
Простежимо за ходом заломлених променiв. Закон заломлення свiтла, як i закон вiдбивання, також складаСФться з двох частин:
1) падаючий i вiдбитий променi лежать в однiй площинi з перпендикуляром, проведеним у точцi падiння;
2) вiдношення синуса кута падiння до синуса кута заломлення - величина стала для даних двох речовин, що межують, i СФ лише функцiСФю довжини хвилi, а саме: . Стала n називаСФться показником заломлення другою середовища вiдносно першого або просто вiдносним показником заломлення.
З хроматичностi заломлення випливаСФ обмеженiсть поняття променя. Ввiвши поняття монохроматичного пучка променiв, ми наближаСФмо променеву оптику до хвильовоi. Це доповнення дасть змогу i в хвильовiй оптицi широко використовувати поняття променя.
З означення вiдносного показника заломлення випливаСФ, що для кожноi речовини вiн залежить вiд речовини, з якою вона межуСФ. Щоб усунути цю неоднозначнiсть, вводять поняття про абсолютний показник заломлення, коли межуючим середовищем СФ вакуум. Очевидно, для самого вакууму абсолютний показник заломлення дорiвнюСФ одиницi.
Пояснимо звязок мiж абсолютним i вiдносним показником заломлення свiтла. Розглянемо хiд променiв на межi води i скла. Якщо промiнь з води потрапляСФ в скло пiд кутом ? i заломлюСФться в склi пiд кутом ?, то вiдносний показник заломлення скла вiдносно води буде . Припустимо тепер, що з вакууму промiнь свiтла падаСФ на скло пiд якимось кутом i (мал.6, а), для якого кут заломлення дорiвнюСФ ?. Тодi абсолютний показник заломлення для скла буде. Якщо з вакууму промiнь свiтла падаСФ на воду пiд тим самим кутом i (мил.6, б), то кут заломлення ?, як показуСФ дослiд, буде трохи бiльший за кут ? для скла. А абсолютний показник заломлення для води буде меншим за nc. Цс даСФ пiдставу ввести поняття оптичноi густини речовини.
Ту з двох речовин називають оптично густiшою, абсолютний показник заломлення свiтла в якоi бiльший. Це поняття полегшуСФ вивчення явища повного вiдбивання свiтла та ряду iнших явищ. Як правило, оптично густiшi речовини мають також бiльшу густину речовини. Однак СФ й винятки. Наприклад, скипидар маСФ абсолютний показник заломлення 1,47, а густину 0,87 г/см3, у той час як абсолютний показник заломлення льоду 1,31, а густина 0,92 г/см3.
Обчислюючи вiдношення абсолютних показникiв заломлення води i скла дiстаСФмо вираз, що дорiвнюСФ вiдносному показнику. Отже, i звiдси випливаСФ, що вiдносний показник дорiвнюСФ вiдношенню абсолютних показникiв заломлення свiтла i СФ показником заломлення другоi речовини (в яку поширюСФться заломлене свiтло) вiдносно першоi (в якiй падаСФ свiтло).
Коли свiтло падаСФ на межу подiлу двох прозорих середовищ, то, крiм заломлення, завжди вiдбуваСФться також вiдбивання свiтла (див. мал.5), закон якого ми вивчали ранiше. Бажано, вивчаючи це питання, проаналiзувати розподiл падаючоi енергii мiж вiдбитою та заломленою. НагадуСФмо учням, що частка вiдбитоi (а отже, i заломленоi) енергii свiтла залежить як вiд оптичних властивостей межуючих середовищ, так i вiд значення кута падiння. Якщо, наприклад, свiтло падаСФ з повiтря на скляну пластинку перпендикулярно до ii поверхнi (?=0), то вiдбиваСФться всього близько 5% енергii, а 95% енергii проходить через межу подiлу. При збiльшеннi кута падiння частка вiдбитоi енергii зростаСФ i при ковзному падiннi (?=90) свiтло вiдбиваСФться майже повнiстю.
Доцiльно звернути увагу учнiв на те, що вiдбивання свiтла все ж нiколи не буваСФ повним. Навiть для кутiв падiння, близьких до 90, частина енергii все-таки переходить у друге середовище. Проте у вип?/p>