Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Прямолінійне поширення світла

Прямолінійне поширення світла

2-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

5. Хвильова й квантова оптика

УРОК 2/60

Тема. Прямолінійне поширення світла

Мета уроку: ознайомити учнів із прямолінійним поширенням світла.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Демонстрації

5 хв.

1. Прямолінійне поширення світла.

2. Тінь і півтінь.

3. Схема сонячного й місячного затемнень.

Вивчення нового матеріалу

25 хв.

1. Основні поняття геометричної оптики.

2. Закон

прямолінійного поширення світла.

Закріплення вивченого матеріалу

15 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Основні поняття геометричної оптики

Оптика являє собою розділ фізики, у якому вивчають явища й закономірності, пов’язані з виникненням, поширенням і взаємодією з речовиною електромагнітних хвиль видимого діапазону.

O Геометрична оптика – це розділ оптики, у якому вивчають закони поширення світла в прозорих середовищах і принципи побудови зображень в оптичних системах без урахування хвильових

властивостей світла.

Основними поняттями геометричної оптики є пучок і промінь.

O Промінь – це лінія, що вказує на напрямок перенесення світлової енергії.

У побуті ми часто називаємо світловим променем тонкий пучок світла. Не існує нескінченно вузьких світлових пучків; пучок світла завжди має кінцеву ширину. Промінь – це ніби вісь пучка, а не сам пучок.

На практиці всі джерела світла мають розміри. Світна ж точка є найпростішим джерелом світла, яке може уявити собі людина. Промені світла, що виходять з неї, ніде не перетинаються і являють собою цілком упорядковану світлову картину.

O Джерело світла, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати, називають точковим джерелом світла.

Точкове джерело світла є фізичною моделлю джерела світла, відстань до якого в багато разів більше від розмірів джерела.

2. Закон прямолінійного поширення світла

В основі геометричної оптики лежить ряд законів, установлених експериментально. Один з них – закон прямолінійного поширення світла:

O світло в порожнечі або однорідному середовищі поширюється прямолінійно.

Прямолінійність поширення світла підтверджується утворенням тіні. Якщо взяти точкове джерело світла, екран і між ними помістити непрозорий предмет, то на екрані з’явиться темне зображення його обрисів – тінь.

O Тінь – ділянка простору, у яку не потрапляє світлова енергія від джерела світла.

Можна дати ще одне визначення: тінь – ділянка простору, з якої не можна побачити джерело світла.

Якщо ж ми візьмемо протяжне джерело світла, то на екрані навколо тіні утвориться ще й півтінь, тобто ділянка простору, з якої джерело світла можна побачити лише частково. Або інакше:

O півтінь – ділянка простору, у яку світлова енергія від джерела світла потрапляє частково.

Утворенням тіні й півтіні пояснюють сонячні й місячні затемнення. У разі сонячного затемнення повна тінь від Місяця падає на Землю. Із цього місця Землі Сонця не видно. Коли Місяць, обертаючись навколо Землі, потрапляє в її тінь, то спостерігають місячне затемнення.

У тих місцях Землі, куди впала тінь, буде спостерігатися повне затемнення Сонця. У місцях півтіні тільки частина Сонця буде закрита Місяцем, тобто відбудеться часткове затемнення Сонця.

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Що являє собою промінь світла (у фізичному змісті)?

2. Наведіть приклади точкових і протяжних джерел світла.

3. Чи доводилося вам бачити пучки світла? Наведіть приклади.

Другий рівень

1. Чим відрізняється математичне тлумачення променя світла від фізичного?

2. Чому утворення тіні є доказом прямолінійності поширення світла?

3. Чому форма тіні предмета нагадує форму цього ж предмета?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Як довести, що світло в однорідному середовищі поширюється прямолінійно?

2. Як перевірити, що три далеко розташованих один від одного стовпи стоять уздовж однієї прямої? На чому заснований запропонований вами спосіб?

3. Як просто й надійно перевірити прямолінійність лінійки? накресленої на папері лінії?

4. Як одержати від одного й того ж кілка тінь різної довжини?

2). Навчаємося розв’язувати задачі

1. Кілок заввишки 1,5 м, установлений вертикально, відкидає тінь довжиною 1 м. Яка кутова висота Сонця?

2. Сонячного ранку людина ростом 180 см відкидає тінь довжиною 4,5 см, а дерево – тінь довжиною 30 м. Яка висота дерева?

3. Ви стоїте на березі ріки, а на протилежному березі росте дерево, висота якого вам відома. Опишіть спосіб, за допомогою якого можна виміряти ширину ріки, якщо у вашому розпорядженні є лінійка з поділками.

Розв’язання. За допомогою лінійки треба виміряти довжину витягнутої руки (позначимо цю довжину l). Потім, тримаючи лінійку у витягнутій руці (див. рисунок), треба “виміряти” видиму “висоту” дерева (позначимо її h). Тоді ширину ріки L знаходимо із пропорції L/H = l/h, де H – висота дерева. Під час обчислення можна H h знехтувати довжиною руки порівняно із шириною ріки.

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

– Під променем світла розуміють уявну лінію, уздовж якої поширюється світло, випущене світною точкою.

– Пучок променів – це сукупність світлових променів.

– Джерело світла, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати, називають точковим джерелом світла.

– Закон прямолінійного поширення світла: світло в порожнечі або однорідному середовищі поширюється прямолінійно.

– Тінь – ділянка простору, у яку не потрапляє світлова енергія від джерела світла.

– Півтінь – ділянка простору, у яку світлова енергія від джерела світла потрапляє частково.

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 39 (п. 1); підр-2: § 19 (п. 1).

2. Зб.:

Рів1 № 13.1; 13.12; 13.14; 13.15.

Рів2 № 13.27; 13.28; 13.29.