Файл: Протокол 3 от Председатель педагогического совета Габдулин Х. В. Согласовано.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 172
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
n2 < n1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть исчезновение преломленного луча. Это явление наблюдается при углах падения, превышающих некоторый критический угол αпр, который называется предельным углом полного внутреннего отражения (см. рис. 3.1.2).
Для угла падения α = αпр sin β = 1; значение sin αпр = n2 / n1 < 1.
Если второй средой является воздух (n2 ≈ 1), то формулу удобно переписать в виде
где n = n1 > 1 – абсолютный показатель преломления первой среды.
Для границы раздела стекло–воздух (n = 1,5) критический угол равен αпр = 42°, для границы вода–воздух (n = 1,33) αпр = 48,7°.
Явление полного внутреннего отражения находит применение во многих оптических устройствах. Наиболее интересным и практически важным применением является создание волоконных световодов, которые представляют собой тонкие (от нескольких микрометров до миллиметров) произвольно изогнутые нити из оптически прозрачного материала (стекло, кварц). Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей (рис 3.1.3). Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.
5.2. Линзы. Формула тонкой линзы
Цель: применять формулу тонкой линзы в решении задач.
Формула тонкой линзы.
Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами.
Формула тонкой линзы связывает между; собой три величины:
а
) расстояние от предмета до линзы d
б) расстояниеот линзы до изображения f
в) фокусное расстояние линзы F
Рис. 37. Построение изображения в собирающей линзе.
В формуле тонкой линзы фокусное расстояние ОF обозначается буквой F.
- Если линза собирающая, то
> 0
- Если линза рассеивающая, то перед ставится знак «минус»
- Если изображение действительное, то
> 0;
- Если изображение воображаемое (мнимое), то перед ставиться знак «минус».
- Все величины в формулу линзы подставляются в метрах.
1. Какова оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой 20 см?
Дано: Решение:
F=20 см= D=
=0,2 м D=1/0,2 м=5 дптр
D=? Ответ: 5 дптр
2. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20 см, получено изображение предмета на экране, удаленного от линзы на 1 м. На каком расстоянии от линзы находится предмет?
Дано: Решение:
F=20см=0,2м = 
+ 
d = 
= 0,25м
f=1м = - = 
; =
d=? d =
Ответ: 0,25м
5.3. Волновые свойства света
Цель: рассмотреть волновые свойства света.
То, что свет – это волна излучения с определенными волновыми свойствами, начали предполагать многие ученые еще в 17-18 веках. Опыты Юнга, Френеля, Ньютона явственно показали, что волновые характеристики выражаются в двух ключевых явлениях: дифракции и интерференции. Именно они имеют значения при доказательстве того, что мы имеем дело с волной.
Рис. 38.Принцип Гюйгенса-Френеля.
Рис. 39. Факты корпускулярной и волновой теории.
Содержание: Что такое свет в физике Волновые свойства света Электромагнитная природа света Спектральный состав света Закон прямолинейного распространения света Вопрос, что такое свет в физике, является ключевым для многих отраслей деятельности науки и техники, он вызывает живой интерес как специалистов, так и просто любителей все знать. Использование слова «свет» в физике достаточно условно, так как оно не передает никаких свойств и характеристик отдельно взятого типа излучения. Это общее определение, которое удобно использовать для такого же общего описания природного явления. Свет – это то явление, с которым мы сталкиваемся постоянно, и благодаря чему вообще существует все живое на земле. Частицы так называемого «света» движутся от Солнца через огромные комические просторы на Землю, освещают ее и придают предметам, окружающим человека, видимость и многие свойства. На это явление можно смотреть далеко не с одной точки зрения, поэтому данный вопрос стоит рассмотреть более подробно. Что такое свет в физике Споры вокруг того, что же такое свет, шли в физике и научной среде многие века. Различные деятели выдвигали самые разные теории, что представляет собой данное явление природы, но никак не могли сойтись в едином мнении. Теории появлялись, как грибы после дождя, то опровергая, то дополняя друг друга. Был создан целый раздел физики – оптика, задача которого стояла в изучении рассматриваемого явления. К изучению природы света приложили свои талантливые руки все видные деятели науки, начиная с 17 века. Такие европейские светила, как Декарт, Гук, Юнг, Ньютон, Гейгенс, Ампер и многие другие предпринимали многие попытки понять, чем является видимое нам излучение: волной или же потоком частиц. Именно это противоречие, к которому приводили опыты, ставило исследователей в тупик. Ученым была никак не понятна сочетаемость: как в одном эксперименте явление может вести себя, как поток частиц, а в другом – как электромагнитное излучение. На сегодня данный вопрос в известной степени решен. Все новые знания позволили вникнуть в суть вещей более глубоко. Корпускулярную и волновую теорию позже дополнила электромагнитная, далее специальная теория относительности Эйнштейна, позже квантовая теория и, наконец, квантовая электродинамика. Волновые свойства света То, что свет – это волна излучения с определенными волновыми свойствами, начали предполагать многие ученые еще в 17-18 веках. Опыты Юнга, Френеля, Ньютона явственно показали, что волновые характеристики выражаются в двух ключевых явлениях: дифракции и интерференции. Именно они имеют значения при доказательстве того, что мы имеем дело с волной. Луч видимого диапазона излучения способен как бы огибать препятствия любой формы и засвечивать даже ту область, которая якобы находится в тени. Отклонение от прямолинейного распространения, которое невозможно для твердых частиц, получило название дифракции. Также доказано, что излучение может накладываться друг на друга и как бы дополнять волны аналогичной природы, либо же «тушить», уменьшать их интенсивность. Это явление получило название интерференции. Оно активно применяется, к примеру, при производстве автомобильных фар – в их стеклах есть специальная фактура, которая позволяет использовать интерференцию и максимально увеличивать интенсивность свечения. Но утверждение, что свет – это только волна, также находит протесты. Так как другие опыты, скажем, русского ученого Вавилова, показывают, что ему свойственна двойственная характеристика.
5.4. Излучение и спектры
Цель: различать виды излучений и спектров.
Рис. 40. Шкала электромагнитных излучений.
Рис. 41. Виды спектров: линейчатые, полосатые и непрерывные или сплошные.
Коллиматор представляет собой трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом - собирающая линза. Щель находится на фокусном расстоянии от линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из нее параллельным пучком и падает на призму.
Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу. На фокусном расстоянии этой линзы располагается экран -матовое стекло или фотопластинка. Линза фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (узкому спектральному интервалу) соответствует свое изображение. Все эти изображения вместе и образуют спектр.
Описанный прибор называется спектрографом. Если вместо второй линзы и экрана используется зрительная труба для визуального наблюдения спектров, то прибор называется спектроскопом. Призмы и другие детали спектральных аппаратов необязательно изготовляются из стекла. Вместо стекла применяются и такие прозрачные материалы, как кварц, каменная соль и др.
5.5. Шкала электромагнитных волн.
Цель: изучить шкалу электромагнитных волн и описывать их по характеристикам.
Рис. 42. Классификация электромагнитных излучений.
Рис. 43. Классификация электромагнитных волн на примерах из жизни.
6. Решение задач по разделу «Физика атома и атомного ядра»
Для угла падения α = αпр sin β = 1; значение sin αпр = n2 / n1 < 1.
Если второй средой является воздух (n2 ≈ 1), то формулу удобно переписать в виде
|
где n = n1 > 1 – абсолютный показатель преломления первой среды.
Для границы раздела стекло–воздух (n = 1,5) критический угол равен αпр = 42°, для границы вода–воздух (n = 1,33) αпр = 48,7°.
 |
| Рис. 36. Полное внутреннее отражение света. |
Явление полного внутреннего отражения находит применение во многих оптических устройствах. Наиболее интересным и практически важным применением является создание волоконных световодов, которые представляют собой тонкие (от нескольких микрометров до миллиметров) произвольно изогнутые нити из оптически прозрачного материала (стекло, кварц). Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей (рис 3.1.3). Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.
5.2. Линзы. Формула тонкой линзы
Цель: применять формулу тонкой линзы в решении задач.
Формула тонкой линзы.
Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами.
Формула тонкой линзы связывает между; собой три величины:
а
) расстояние от предмета до линзы dб) расстояниеот линзы до изображения f
в) фокусное расстояние линзы F
Рис. 37. Построение изображения в собирающей линзе.
В формуле тонкой линзы фокусное расстояние ОF обозначается буквой F.
- Если линза собирающая, то
> 0- Если линза рассеивающая, то перед
ставится знак «минус»- Если изображение действительное, то
> 0; - Если изображение воображаемое (мнимое), то перед
ставиться знак «минус».- Все величины в формулу линзы подставляются в метрах.
1. Какова оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой 20 см?
Дано: Решение:F=20 см= D=
=0,2 м D=1/0,2 м=5 дптрD=? Ответ: 5 дптр
2. При помощи линзы, фокусное расстояние которой 20 см, получено изображение предмета на экране, удаленного от линзы на 1 м. На каком расстоянии от линзы находится предмет?
Дано: Решение:F=20см=0,2м
= + d = = 0,25м f=1м = - = ; = d=? d =
Ответ: 0,25м
-
Оптическая сила трех линз такова: - 0,5 дптр, 2 дптр, - 1,5 дптр. Еслисрединихрассеивающиелинзы? Собирающие? -
Каково фокусное расстояние собирающей линзы, дающей мнимое изображение предмета, помещенного перед ней на расстоянии 0,4м? Расстояние от линзы до изображения 1,2м.
5.3. Волновые свойства света
Цель: рассмотреть волновые свойства света.
То, что свет – это волна излучения с определенными волновыми свойствами, начали предполагать многие ученые еще в 17-18 веках. Опыты Юнга, Френеля, Ньютона явственно показали, что волновые характеристики выражаются в двух ключевых явлениях: дифракции и интерференции. Именно они имеют значения при доказательстве того, что мы имеем дело с волной.
Рис. 38.Принцип Гюйгенса-Френеля.
Рис. 39. Факты корпускулярной и волновой теории.
Содержание: Что такое свет в физике Волновые свойства света Электромагнитная природа света Спектральный состав света Закон прямолинейного распространения света Вопрос, что такое свет в физике, является ключевым для многих отраслей деятельности науки и техники, он вызывает живой интерес как специалистов, так и просто любителей все знать. Использование слова «свет» в физике достаточно условно, так как оно не передает никаких свойств и характеристик отдельно взятого типа излучения. Это общее определение, которое удобно использовать для такого же общего описания природного явления. Свет – это то явление, с которым мы сталкиваемся постоянно, и благодаря чему вообще существует все живое на земле. Частицы так называемого «света» движутся от Солнца через огромные комические просторы на Землю, освещают ее и придают предметам, окружающим человека, видимость и многие свойства. На это явление можно смотреть далеко не с одной точки зрения, поэтому данный вопрос стоит рассмотреть более подробно. Что такое свет в физике Споры вокруг того, что же такое свет, шли в физике и научной среде многие века. Различные деятели выдвигали самые разные теории, что представляет собой данное явление природы, но никак не могли сойтись в едином мнении. Теории появлялись, как грибы после дождя, то опровергая, то дополняя друг друга. Был создан целый раздел физики – оптика, задача которого стояла в изучении рассматриваемого явления. К изучению природы света приложили свои талантливые руки все видные деятели науки, начиная с 17 века. Такие европейские светила, как Декарт, Гук, Юнг, Ньютон, Гейгенс, Ампер и многие другие предпринимали многие попытки понять, чем является видимое нам излучение: волной или же потоком частиц. Именно это противоречие, к которому приводили опыты, ставило исследователей в тупик. Ученым была никак не понятна сочетаемость: как в одном эксперименте явление может вести себя, как поток частиц, а в другом – как электромагнитное излучение. На сегодня данный вопрос в известной степени решен. Все новые знания позволили вникнуть в суть вещей более глубоко. Корпускулярную и волновую теорию позже дополнила электромагнитная, далее специальная теория относительности Эйнштейна, позже квантовая теория и, наконец, квантовая электродинамика. Волновые свойства света То, что свет – это волна излучения с определенными волновыми свойствами, начали предполагать многие ученые еще в 17-18 веках. Опыты Юнга, Френеля, Ньютона явственно показали, что волновые характеристики выражаются в двух ключевых явлениях: дифракции и интерференции. Именно они имеют значения при доказательстве того, что мы имеем дело с волной. Луч видимого диапазона излучения способен как бы огибать препятствия любой формы и засвечивать даже ту область, которая якобы находится в тени. Отклонение от прямолинейного распространения, которое невозможно для твердых частиц, получило название дифракции. Также доказано, что излучение может накладываться друг на друга и как бы дополнять волны аналогичной природы, либо же «тушить», уменьшать их интенсивность. Это явление получило название интерференции. Оно активно применяется, к примеру, при производстве автомобильных фар – в их стеклах есть специальная фактура, которая позволяет использовать интерференцию и максимально увеличивать интенсивность свечения. Но утверждение, что свет – это только волна, также находит протесты. Так как другие опыты, скажем, русского ученого Вавилова, показывают, что ему свойственна двойственная характеристика.
5.4. Излучение и спектры
Цель: различать виды излучений и спектров.
Рис. 40. Шкала электромагнитных излучений.
Рис. 41. Виды спектров: линейчатые, полосатые и непрерывные или сплошные.
Коллиматор представляет собой трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом - собирающая линза. Щель находится на фокусном расстоянии от линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из нее параллельным пучком и падает на призму.
Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу. На фокусном расстоянии этой линзы располагается экран -матовое стекло или фотопластинка. Линза фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (узкому спектральному интервалу) соответствует свое изображение. Все эти изображения вместе и образуют спектр.
Описанный прибор называется спектрографом. Если вместо второй линзы и экрана используется зрительная труба для визуального наблюдения спектров, то прибор называется спектроскопом. Призмы и другие детали спектральных аппаратов необязательно изготовляются из стекла. Вместо стекла применяются и такие прозрачные материалы, как кварц, каменная соль и др.
5.5. Шкала электромагнитных волн.
Цель: изучить шкалу электромагнитных волн и описывать их по характеристикам.
Рис. 42. Классификация электромагнитных излучений.
Рис. 43. Классификация электромагнитных волн на примерах из жизни.
6. Решение задач по разделу «Физика атома и атомного ядра»