Введение основных понятий в оптику
Обращается внимание учащихся на то, что построение изображений возможно не только с помощью тех двух лучей, которые указаны в учебнике на рисунках, а любых двух лучей, падающих на зеркало. Наиболее удобно это сделать, пользуясь парой лучей из следующих трех: параллельно главной оптической оси; проходящего через оптический центр зеркала (вдоль радиуса кривизны).
Далее рассматривается применение сферических зеркал в прожекторах и фарах (в автомашинах, мотоциклах, велосипедах), в зеркальных телескопах, в оториноларингологии (вогнутое зеркало с отверстием посередине) и т.п. Обращается внимание на то, что светотехнические устройства перераспределяют световой поток в пространстве, направляя его в пределах небольшого угла. Поэтому сила света в определенном направлении увеличивается.
Преломление света. Линзы.
Преломление света.
Для проверки законов преломления демонстрируются два опыта: отражение и преломление (одновременно) плоских волн на поверхности жидкости (желательно стробоскопически) и отражение и преломление параллельного светового пучка на оптической шайбе. Зарисовываются наблюдаемые явления в обоих опытах. (рис 3. )
В волновой ванне преломление волн имеет место, если на её дно помещена стеклянная пластинка. С уменьшением толщины слоя жидкости скорость распространения волн уменьшается, что обуславливает преломление. Оптический опыт рекомендуется показать с одноцветным пучком света (используется светофильтр).
Аналогичные демонстрации ставятся с круговыми водяными волнами и с расходящимся пучком света.
Углы падения и преломления рекомендуется отсчитывать от нормали, восставленной к поверхности раздела двух сред; подчеркивается, что эти углы лежат в одной плоскости.
|
Угол падения |
|
Угол преломления,g |
Sin g |
|
|
10 |
0,174 |
7 |
0,122 |
1,43 |
|
20 |
0,342 |
13 |
0,225 |
1,52 |
|
30 |
0,500 |
20 |
0,342 |
1,46 |
|
40 |
0,613 |
26 |
0,438 |
1,47 |
|
50 |
0,766 |
31 |
0,515 |
1,49 |
|
60 |
0,866 |
36 |
0,588 |
1,47 |
|
70 |
0,940 |
39 |
0,629 |
1,49 |
|
Отсюда среднее значение n=1,48 | ||||
sina 
На опыте с оптической шайбой показывается следующее: при нормальном падении узкого светового пучка на плоскую поверхность полуцилиндра преломления нет; с увеличением угла падения растет и угол преломления; постоянным остается отношение не углов, а их синусов. Ниже приводится ряд измерений (таб 1.)
Дается определение показателя преломления. Для выражения его величины через отношение скоростей распространение света можно проанализировать (рис ), на котором показано преломление водяных волн. Так как BC=
и 
,
То 
и 
, а 
Следует обратить внимание на два факта:
1.Зная скорость света в вакууме c, можно определить его скорость в среде, для которой известен показатель преломления n: 
.
Например, для стекла с показателем преломления 1,5:
,
а для воды, у которой n=1,33,
.
2. Согласно теории электромагнитного поля скорость распространения электромагнитных волн:
,
где с скорость распространения волн в вакууме, e и m - соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемость среды. Из этого равенства следует, что
.
Но 
где n – показатель преломления среды. Следовательно,
.
Для ряда газообразных и жидких диэлектриков 
. Поэтому
.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8